Конференции ИВТ СО РАН

VIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям

27 - 29 ноября 2007 года, Новосибирск

Тезисы докладов

Математическое моделироваие

Численное моделирование высотной аэродинамики космического аппарата "Клиппер"

Ващенков П.В.

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (Новосибирск)

Орбита современных космических аппаратов (КА) находится на высотах порядка 300-400 км. Во время возвращения на Землю КА испытывает воздействие свободно-молекулярного потока, затем попадает в условия переходного режима и, начиная с высоты около 80 км., спускается в континуальном потоке. Для успешного спуска КА на Землю необходимо знать значения его аэродинамических характеристик во всех режимах течения. Вычисление аэродинамических характеристик возвращаемого КА в свободно-молекулярном потоке не составляет большого труда, так как для тел простой формы разработаны аналитические формулы, а для более сложных форм хорошие результаты даёт метод пробных частиц. Для вычисления аэродинамических характеристик тел в континуальном потоке также достаточно хорошо разработаны численные методы. Изучение аэродинамических характеристик в переходном режиме (0.001 < Kn < 10) представляет собой более сложную проблему. Уравнения Навье-Стокса дают, строго говоря, некорректные результаты в переходном режиме и требуют модификации для учёта скольжения потока. Метод прямого статистического моделирования (ПСМ) Монте-Карло обеспечивает достаточно точные результаты с учетом физико-химических процессов, но требует использования мощных компьютеров и больших объёмов памяти.

На предварительном этапе проектирования КА применение метода ПСМ неоправданно дорого. Поэтому выходом представляется использование инженерных методов, позволяющих быстро и с приемлемой погрешностью оценить аэродинамические характеристики тел в широком диапазоне чисел Кнудсена, а также углов атаки и скольжения.

В данной работе предлагаются результаты моделирования аэродинамики модели КА "Клиппер" инженерным локально-мостовым методом. Получены его аэродинамические характеристики при движении на высотах 80-150 км. Исследована эффективность работы органов управления. Точность результатов расчёта инженерным методом оценена путём сравнения с результатами моделирования методом прямого статистического моделирования Монте-Карло.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]