МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
УДК 533.6.011.8
А. Л. Ж е л е з н я к о в а, В. В. К у з е н о в,
А. С. П е т р у с е в, С. Т. С у р ж и к о в
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ КОНВЕКТИВНОГО
НАГРЕВА ДВУХ МОДЕЛЕЙ СПУСКАЕМЫХ
КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Приведены результаты численного моделирования обтекания
сверхзвуковым потоком совершенного газа двух моделей космиче-
ских спускаемых аппаратов
:
КА сегментально-конической формы и
разрабатываемого аппарата MSL (Mars Science Laboratory). Про-
анализированы результаты, полученные при различных условиях в
набегающем потоке во всей области течения: от головной ударной
волны до дальнего следа. Исходные данные, используемые в расче-
тах, отвечают условиям экспериментальных исследований на им-
пульсных аэродинамических трубах.
Ключевые слова
:
численное моделирование, аэротермодинамика, газовая
динамика, теплообмен, сверхзвуковые течения, спускаемые космические
аппараты.
К одной из наиболее важных проблем компьютерной аэротермо-
динамики космических аппаратов (КА) относится математическое мо-
делирование сложных (двух- и трехмерных) элементов течения у по-
верхности спускаемых КА (отрывные течения и течения присоеди-
нения, ламинарно-турбулентный переход, сложные ударно-волновые
взаимодействия). Отметим, что необходимость в определении пара-
метров газа за головной ударной волной и в зоне отрывных течений
газа, которые наблюдаются в донной области спускаемых КА, связана
с существенной перестройкой первоначально невозмущенного тече-
ния. Эта перестройка течения сопровождается значительным измене-
нием теплового режима и аэродинамических характеристик вблизи
поверхности спускаемых КА. Сложность рассматриваемых течений
и геометрических форм летательных аппаратов приводит к необхо-
димости разработки новых методов расчета многомерных (включая
трехмерный случай) и осесимметричных течений. Использованные в
настоящей работе методы позволяют находить приближенное реше-
ние усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса на струк-
турированных и неструктурированных расчетных сетках в широком
диапазоне физических параметров набегающего потока. Они дают воз-
можность проводить расчетно-теоретические исследования для обес-
печения опытно-конструкторских разработок аэротермодинамики КА,
предназначенных для входа в плотные слои атмосфер планет и воз-
вращения на Землю [1, 2].
Постановка задачи.
Определение газодинамических параметров
в основной области течения и вблизи поверхности спускаемого КА
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3 3
