地外天体起飞过程真空羽流导流力热效应研究

摘要：

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100kW/m2;B器受到的侧向干扰力矩为558 N·m,表面最大压力为8kPa,最大热流密度为600kW/m2,喷口与导流装置顶面距离为400mm时,激波已移出喷管内部.

关键词：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

所属期刊栏目：36

分类号：V435(推进系统（发动机、推进器）)

在线出版日期：2015-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1151-1156