Радиационная газовая динамика спускаемых космических аппаратов. Многотемпературные модели

Суржиков С.Т. Радиационная газовая динамика спускаемых космических аппаратов. Многотемпературные модели. М.: ИПМех РАН, 2013......Page 1 Аннотация......Page 3 Оглавление......Page 4 Предисловие......Page 9 ЧАСТЬ 1. Двухмерная радиационная аэротермодинамика спускаемых космических аппаратов (СКА)......Page 12 1.1. Введение......Page 13 1.2. Двухмерная вычислительная модель......Page 14 1.3. Алгоритм численного интегрирования системы уравнений......Page 20 1.4. Формулировка системы уравнений в криволинейной системе координат......Page 26 1.5. Интегрирование системы уравнений газовой динамики......Page 29 1.6. Конечно-разностная схема для уравнения сохранения энергии......Page 32 1.7. Расчет течений вязкого и невязкого газа на неструктурированных сетках с использованием схемы AUSM......Page 35 1.8. Тестирование компьютерных моделей в двухмерном случае на структурированных сетках......Page 55 2.2. Расчет переноса теплового излучения с использованием метода дискретных направлений (Ray-Tracing method, RTM)......Page 62 2.3. Расчет переноса теплового излучения с использованием метода полумоментов......Page 65 2.4. Решение уравнения переноса излучения в P1-приближении метода сферических гармоник для двухмерной осесимметричной криволинейной геометрии на структурированной сетке......Page 69 2.5. Решение уравнения переноса излучения в P1-приближении метода сферических гармоник на неструктурированной сетке......Page 109 2.6. Решение уравнения переноса излучения методом дискретных ординат (МДО) на неструктурированной сетке......Page 125 3.2. Постановка задачи и метод решения......Page 165 3.3. Результаты методических исследований......Page 167 3.4. Результаты численного моделирования радиационной аэротермодинамики сферического КА в атмосфере двуокиси углерода......Page 171 3.5. Результаты численного моделирования радиационной аэротермодинамики сферы в атмосфере двуокиси углерода и молекулярного азота......Page 185 3.6. Результаты численного моделирования радиационной аэротермодинамики сферы в атмосфере двуокиси углерода в условиях сильной неравновесности......Page 193 4.2. Радиационная газовая динамика спускаемого космического аппарата MSRO......Page 202 4.3. Радиационная газовая динамика спускаемого космического аппарата Pathfinder......Page 207 4.4. Радиационная газовая динамика спускаемого космического аппарата Exomars......Page 220 4.5. Расчет радиационной газовой динамики спускаемого космического аппарата Exomars с использованием трехблочной сетки......Page 223 5.2. Радиационная газовая динамика космического аппарата Orion в осесимметричной постановке......Page 226 5.3. Результаты расчетов радиационной аэротермодинамики СА Orion с использованием различных кинетических моделей и моделей неравновесной диссоциации......Page 235 6.2. Интегральные результаты радиационно-газодинамического расчета движения сегментально-конического спускаемого аппарата по траекториям орбитального и сверхорбитального входа......Page 248 6.3. Результаты численного моделирования осесимметричного течения в условиях орбитального входа СККА......Page 264 6.4. Результаты численного моделирования осесимметричного течения в условиях сверхорбитального входа СККА......Page 293 6.5. Результаты численного моделирования осесимметричного течения в окрестности СККА с использованием трехмерной вычислительной модели......Page 315 6.6. Результаты численного моделирования осесимметричного течения в окрестности СККА с использованием кинетической модели ЦНИИмаш......Page 327 Заключение к части 1......Page 338 Список литературы к части 1......Page 339 ЧАСТЬ 2. Трехмерная аэротермодинамика спускаемых космических аппаратов......Page 352 7.1. Введение......Page 353 7.2. Трехмерная вычислительная модель......Page 357 7.3. Модели химической кинетики, релаксации, теплофизических и переносных свойств......Page 360 8.2. Общие закономерности радиационной газовой динамики марсианских аппаратов......Page 367 8.3. Расчет обтекания модели космического аппарата MSRO с использованием кодов NERAT(2D) и NERAT(3D)......Page 374 8.4. Сравнительный анализ радиационно-конвективного нагрева некоторых марсианских зондов......Page 384 8.5. Радиационная газовая динамика спускаемого аппарата Pathfinder......Page 401 8.6. Радиационная газовая динамика спускаемого аппарата Exomars......Page 419 8.7. Радиационная газовая динамика спускаемого аппарата MSL......Page 429 9.2. Конвективный нагрев модели спускаемого аппарата Orion. Сравнение с результатами экспериментального исследования гиперзвуковой аэродинамической трубе AEDC NASA......Page 461 9.3. Результаты численного моделирования аэротермодинамики космического аппарата Orion под углом атаки 250......Page 473 9.4. Результаты трехмерного численного моделирования СА Orion вдоль траектории входа......Page 480 10.1. Введение......Page 499 10.2. Радиационная газовая динамика СККА при орбитальном входе......Page 501 10.3. Систематическое исследование радиационной аэротермодинамики в широком диапазоне чисел Маха и высот полета......Page 519 11.2. Радиационная газовая динамика спускаемого аппарата Союз......Page 553 12.2. Численное моделирования радиационной газовой динамики КА Stardust под углом атаки 8......Page 571 12.3. Численное моделирования радиационной газовой динамики КА Stardust под углом атаки 16......Page 593 Заключение к части 2......Page 604 Список литературы к части 2......Page 606 Приложение 1. Константы колебаний двух и трехатомных молекул......Page 618 Приложение 2. Параметры потенциала Ленарда-Джонса, используемые при расчете свойств переноса......Page 619 Приложение 3. Энтальпия образования при Т=0 К......Page 620 Приложение 4. Электронные и колебательные полосы двухатомных молекул, учитываемые при радиационно-газодинамических расчетах......Page 621 Приложение 5. Спектральная излучательная способность равновесного высокотемпературного воздуха в спектральном диапазоне 2000-8000 A......Page 626 Приложение 6. Анализ некоторых кинетических моделей, используемых в аэрофизике спускаемых космических аппаратов......Page 632 Приложение 7. Модели химической кинетики, использованные при решении задач аэротермодинамики входа космических аппаратов в атмосферу Земли......Page 659 Приложение 8. Модели химической кинетики, использованные при решении задач аэротермодинамики марсианского входа космических аппаратов......Page 669 П.9.1. Основные формы записи уравнений Навье-Стокса......Page 684 П.9.2. Система уравнений Навье-Стокса в ортогональной криволинейной системе координат......Page 687 П.9.3. Криволинейные координаты......Page 690 П.9.4. Уравнения механики сплошной среды в криволинейной системе координат......Page 695 Список литературы к приложениям......Page 706