3 / 19
6
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
В настоящей работе приведены результаты расчетов аэротермоди-
намических характеристик КА Stardust как при осесимметричном об-
текании, так и под углом атаки. Выполнено сравнение полученных
расчетных данных с результатами расчетов работы [8], где использо-
вался один из авторитетных компьютерных кодов LAURA, разрабо-
танный в NASA. Проведение указанного сопоставления позволяет го-
ворить о выполненной верификации кодов NERAT-2D и NERAT-3D по
отношению к коду LAURA в части определения аэродинамических ко-
эффициентов.
Система интегрируемых уравнений.
В работах [2
5, 14] было
показано, что движение КА Stardust на гиперзвуковом участке входа в
плотные слои атмосферы должно описываться уравнениями неравно-
весной радиационной газовой динамики. Указанная система включает
в себя уравнения Навье —
Стокса и неразрывности, уравнение сохра-
нения энергии, систему уравнений неразрывности отдельных химиче-
ских компонентов газовой смеси (систему уравнений диффузии), си-
стему уравнений сохранения энергии колебательных степеней свободы
молекул и уравнение переноса селективного теплового излучения:
div
0
t
V
;
(1)
ˆ
div
0
t
V VV Π
;
(2)
,
1
V
1
grad div grad
grad grad
grad Φ ;
s
s
N
p
p
p i i
i
i
N
i i
i
T c
c
T
T
c D Y T
t
p
h w Q
p
t
V
V
(3)
div
div
,
1, 2, ,
;
i
i
i
i
s
w i
N
t
V J
(4)
( ) V,
( ) V,
V,
V
div
,
1, 2, ,
;
i m m
i m m
m
e
e
e m
N
t
V
(5)
,
,
J
J
j
r
r r
r
r
,
(6)
где
t
— время;
= u + +
v w
V i
j k
— вектор скорости с проекциями на
оси декартовой системы координат
xyz
;
p
— давление;
— плотность;
T
— температура поступательного движения частиц;
— динамиче-
ский коэффициент вязкости;
— коэффициент теплопроводности;
,
s
N
p
i p i
i
c
Y c
— удельная теплоемкость смеси при постоянном давле-