地外天体起飞过程真空羽流导流力热效应研究

作者：贺卫东; 党海燕; 许明艳; 马艳丽; 赵辉

来源：推进技术, 2015, 36(08): 1151-1156.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.2015.08.005

• 计算流体力学-直接模拟蒙特卡洛耦合方法
• 真空羽流
• 地外天体起飞
• 力热效应

为研究地外天体起飞真空羽流对探测器分离产生的力热扰动,使用计算流体力学-直接模拟蒙特卡洛(CFD-DSMC)耦合计算模型对锥面导流的真空羽流场进行了计算。采用组分输运模型计算三维连续流场,并获取当地的克努森数作为判断连续流和离散流的依据。使用基于分子动力学的直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC)计算离散流场,采用可变软球(VSS)碰撞模型和Larsen and Borgnakke传能模型计算离散流分子间的能量传递,将计算结果与试验进行了对比,验证了计算方法的可靠性。研究结果表明,A器受到的侧向干扰力矩为62N·m,底部受到的最大压力为100Pa,最大热流密度为100k W/m2;B器受到的侧向干扰力矩为558 N·m,表面最大压力为8k Pa,最大热流密度为600k W/m2,喷口与导流装置顶面距离为400mm时,激波已移出喷管内部。

• 单位
  北京特种机械研究所; 北京理工大学