تحلیل آیرودینامیکی یک کپسول بازگشت به جو با در نظرگرفتن انتقال حرارت تشعشعی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی / دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 کارشناس ارشد / دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 عضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
doi
چکیده
در طراحی پرتابههای سرعت بالا، تحلیل آیرودینامیکی و گرمایشی حائز اهمیت است. انتقال حرارت تشعشعی، برای کپسولهایی که به اتمسفر زمین وارد میشوند، به صورت تقریبی بین 10 تا 40 درصد انتقال حرارت کل را تشکیل میدهد. بنابراین لحاظ کردن انتقال حرارت تشعشعی در محاسبات جریانهای ماوراء صوت، ضروری است. در این تحقیق، جریان ماوراء صوت آرام سه بعدی با فرض گاز ایدهآل با ماخهای 30 و 32/8 مورد بررسی قرار گرفته است و برای محاسبه تشعشع، مدل تشعشعی دستهبندی گسسته انتخاب شده که از معادله انتقال تابشی استفاده میکند و با دریافت ضریب جذب، ضریب شکست، دما و طول موج به عنوان ورودی، تشعشع در زوایای فضایی مختلف را محاسبه می کند. در نهایت، کانتورهای دما و فشار، در دو حالت با لحاظ انتقال حرارت تشعشع و بدون لحاظ آن مقایسه شدهاند. طبق نتایج به دست آمده، با اضافه کردن تشعشع به حل، دما به میزان 27 درصد و فشار به میزان 2 درصد کاهش پیدا میکند که به دلیل لحاظ کردن شرط مرزی فشار دور دست است که برای دیواره به عنوان سیستم خنککاری عمل میکند. باید توجه داشت که طراحی مکانیزم خنککاری برای دیواره، ضروری و تا چه اندازه در نتایج موثر است که در صورت عدم لحاظ آن، طبق نتایج عددی، خطای قابلتوجهی به وجود خواهد آمد.