Научный отчет № 3281

Название

Численное исследование гиперзвукового пространственного неравновесного обтекания затупленных тел с учетом структуры ударной волны.

Авторы

Щербак В.Г.

Аннотация

Разработан и осуществлен конечно-разностный метод повышенного порядка точности по поперечной координате для численного решения параболизованных уравнений Навье-Стокса, учитывающих структуру ударной волны. Рассмотрено обтекание тел, обладающих подъемной силой, при их движении вдоль траектории входа в атмосфере Земли. Проведено численное исследование пространственных химически-неравновесных течений в вязком ударном слое с учетом структуры ударной волны в окрестности критической точки и коло каталитической поверхности гладких затупленных тел, обладающих двумя плоскостями симметрии, при их обтекании под нулевым углом атаки. Расчеты проведены для идеально-каталитической поверхности, некаталитической и в случае, когда константа скоростей каталитической рекомбинации зависит от температуры поверхности. Приводятся зависимости равновесной температуры поверхности и теплового потока к ней от высоты полета, профили искомых величин в разных точках траектории, распределения вдоль поверхности тел коэффициентов трения, теплового потока и другие характеристики течения. Проведено сравнение по всем параметрам с расчетами в рамках теории тонкого вязкого ударного слоя и теплового потока вдоль линии растекания челночного космического корабля с данными летного эксперимента и решениями уравнения полного вязкого ударного слоя. Показано влияние эффектов скольжения и бародиффузии на профили искомых величин, на разделение элементов и на другие характеристики течения. Для всей рассмотренной траектории приведена оценка вклада химических реакций в ударной волне по отношению к диффузному потоку на границе ударной волны.

Год публикации

1986 г.

Объём

97 с.

Научный руководитель

Тирский Г.А., Гершбейн Э.А.

Ключевые слова

уравнения Навье-Стокса, пространственное обтекание, неравновесные химические реакции, бародиффузия, структура ударной волны