Simulation of Heat and Mass Transfer on Blunt Bodies under Aerodynamic Heating of High-Speed Aircraft

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The heat and mass transfer between the dissociating boundary layer and the surface of blunt nose cones of high-speed aircraft in a wide range of Mach numbers is considered. Using Dorodnitsyn–Liz variables, the system of boundary layer equations is reduced to a system of nonlinear ordinary differential equations. Using reasonable assumptions, approximate analytical solutions were obtained for dynamic, thermal, and diffusion boundary layers, which made it possible to determine thermal and diffusion heat fluxes, which at the gas–solid boundary are coupled with the equation of heat conduction in the body with the coupling parameter being the temperature of the gas–solid boundary. From the found heat fluxes, the temperature fields in the body were determined in a wide range of free-stream Mach numbers and the catalytic recombination coefficient. The resulting heat fluxes on the frontal part of the nose cone exactly coincide with the experimental data.

Авторлар туралы

V. Formalev

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: formalev38@yandex.ru
Moscow, Russia

B. Garibyan

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: bagarib@yandex.ru
Moscow, Russia

S. Kolesnik

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: bagarib@yandex.ru
Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. 480 с.
  2. Зарубин В.С., Зимин В.Н., Леонов В.В., Зарубин В.С. Равновесная температура поверхности затупления баллистической капсулы при возвращении на Землю с параболической скоростью // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 11. С. 482.
  3. Формалев В.Ф., Колесник С.А. Математическое моделирование сопряженного теплообмена между вязкими газодинамическими течениями и анизотропными телами. Изд. 2-е, испр. и сущ. доп. М.: Ленанд, 2022. 348 с.
  4. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Гарибян Б.А. Аналитическое решение задачи о сопряженном теплообмене между газодинамическим пограничным слоем и анизотропной полосой // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2020. № 5(92). С. 44.
  5. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Гарибян Б.А. Математическое моделирование тепломассопереноса при аэродинамическом нагреве носовых частей гиперзвуковых летательных аппаратов // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2022. № 1(100). С. 107.
  6. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Кузнецова Е.Л. Влияние компонентов тензора теплопроводности теплозащитного материала на величину тепловых потоков от газодинамического пограничного слоя // ТВТ. 2019. Т. 57. № 1. С. 66.
  7. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Кузнецова Е.Л. Тепломассоперенос на боковых поверхностях затупленных носовых частей гиперзвуковых летательных аппаратов // ТВТ. 2021. Т. 59. № 5. С. 797.
  8. Быков Л.В., Никитин П.В., Пашков О.А. Математическая модель тепломассообмена на поверхностях теплонапряженных элементов гиперзвукового летательного аппарата // Тепловые процессы в технике. 2016. Т. 8. № 11. С. 482.
  9. Зотов А.А., Пашков О.А., Волков А.Н. Концепция системы активной тепловой защиты трехслойной конструктивно-силовой схемы гиперзвукового летательного аппарата с дискретным заполнителем // Деформация и разрушение материалов. 2022. № 3. С. 2.
  10. Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю., Журавский А.В. Моделирование теплофизических процессов при нанесении полупрозрачного покрытия на охлаждаемую криволинейную подложку // ТВТ. 2022. Т. 60. № 6. С. 916.
  11. Кузенов В.В., Рыжков С.В. Численное моделирование взаимодействия мишени магнитно-инерциального термоядерного синтеза с плазменным и лазерным драйверами // ТВТ. 2021. Т. 59. № 4. С. 492.
  12. Ryzhkov S.V., Kuzenov V.V. Analysis of the Ideal Gas Flow over Body of Basic Geometrical Shape // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 132. P. 587.
  13. Карташов Э.М., Кудинов В.А. Аналитические методы теории теплопроводности и ее приложений. М.: Ленанд, 2018. 1078 с.
  14. Butusova O.A. Surface Modification of Titanium Dioxide Microparticles under Ultrasonic Treatment // Int. J. Pharmaceutical Res. 2020. V. 12. № 4. P. 2292.
  15. Butusova O.A. Stabilization of Carbon Microparticles by High-molecular Surfactants // Int. J. Pharmaceutical Res. 2020. V. 12. Suppl. № 2. P. 1147.
  16. Butusova O.A. Adsorption Behaviour of Ethylhydroxyethyl Cellulose on the Surface of Microparticles of Titanium and Ferrous Oxides // Int. J. Pharmaceutical Res. 2020. V. 12. Suppl. № 2. P. 1156.
  17. Ioni Yu.V., Butusova O.A. Preparation of Polymer Composite Material with Fe2O3 Nanoparticles Synthesized with Low-temperature Plasma under Ultrasonic Action // AIP Conf. Proc. 2021. V. 2402. 020035.
  18. Kaptakov M.O. Synthesis and Characterization of Polymer Composite Materials Based on Polyethylene and CuO Nanoparticles // AIP Conf. Proc. 2021. V. 2402. 020027.
  19. Bulychev N.A. Preparation of Stable Suspensions of ZnO Nanoparticles with Ultrasonically Assisted Low-temperature Plasma // Nanosci. Technol.: Int. J. 2021. V. 12. № 3. P. 91.
  20. Bulychev N.A. Study of Interaction of Surface-Active Polymers with ZnO Nanoparticles Synthesized in Ultrasonically Assisted Plasma Discharge // Nanosci. Technol.: Int. J. 2022. V. 13. № 1. P. 55.
  21. Дорренс У.Х. Гиперзвуковые течения вязкого газа. М.: Мир, 1966. 440 с.
  22. Никитин П.В., Сотник Е.В. Катализ и излучение в системах тепловой защиты космических аппаратов. М.: Янус-К, 2013. 435 с.
  23. Суржиков С.Т. Расчетное исследование аэротермодинамики гиперзвукового обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. М.: ИПМех РАН, 2011. 192 с.
  24. Лунев В.В. Гиперзвуковая аэродинамика. М.: Машиностроение, 1975.
  25. Брыкина И.Г. Приближенные аналитические решения для тепловых потоков при трехмерном гиперзвуковом обтекании затупленных тел // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 4. С. 125.
  26. Брыкина И.Г., Русаков В.В., Щербак В.Г. Соотношения подобия для расчета пространственного химически неравновесного гиперзвукового вязкого обтекания затупленных тел. Отчет НИИ механики МГУ № 3971. М., 1990. 47 с.
  27. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2.

Жүктеу (65KB)
3.

Жүктеу (235KB)
4.

Жүктеу (187KB)

© В.Ф. Формалев, Б.А. Гарибян, С.А. Колесник, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».