Научный отчет № 5335

Название

Аналитическое решение трехмерных уравнений тонкого вязкого ударного слоя для относительных тепловых потоков при умеренных и больших числах Рейнольдса.

Авторы

Брыкина И.Г.

Аннотация

В задаче трехмерного гиперзвукового безотрывного обтекания тел при больших и умеренных числах Рейнольдса Re, соответствующих наиболее теплонапряженной части траектории входа космических аппаратов и метеороидов в атмосферу, получены аналитические выражения для теплового потока, отнесенного к его значению в точке торможения, зависящие только от геометрических параметров тела, инвариантных относительно выбора системы координат, а также выражения, зависящие не только от геометрии, но и от давления на поверхности. Эти формулы получены путем решения уравнений тонкого вязкого ударного слоя (ТВУС) для совершенного газа разработанным приближенным асимптотическим методом. Оценена точность аналитических решений путем сравнения с численными решениями. Показано на основании сравнений с численными решениями уравнений ТВУС для многокомпонентного химически реагирующего газа для высот от 90 до 50 км траектории входа космических аппаратов, что относительный тепловой поток на идеально каталитической поверхности слабо зависит от характера протекания химических реакций в ударном слое, включая замороженные, химически неравновесные и околоравновесные режимы течения, и хорошо описывается полученными формулами.

Год публикации

2016 г.

Объём

44 с.

Научный руководитель

Брыкина И.Г.

Ключевые слова

гиперзвуковое обтекание, трехмерные течения, аналитическое решение, относительный тепловой поток.