Document Type : Original Article

Authors

1 Malek Ashtar University, Tehran, Iran

2 Faculty of Aerospace Engineering , MalekAshtar University, Tehran,Iran

10.22034/jast.2021.300023.1089

Abstract

محاسبه گرمایش آیرودینامیکی یکی از گام‌های مهم در طراحی اجسام پروازی با سرعت بالا و بخصوص اجسام بازگشتی به جو است. زیرا عدم لحاظ کردن آن، می‌تواند باعث آسیب دیدن سیستم حفاظت حرارتی و قطع ارتباطات راداری کپسول بازگشت به جو شود. با توجه به سرعت بسیار زیاد کپسول و عدم وجود محیط مادی نرخ انتقال حرارت تشعشع نسبت به نرخ انتقال حرارت جابه جایی در تعیین شار حرارتی کل از اهمیت بخصوصی برخوردار است، و عدم لحاظ کردن آن در محاسبات باعث به وجود آمدن خطاهای زیادی در تعیین شار حرارتی کل می‌شود. در این مقاله، پارامترهای مختلف مؤثر در نرخ انتقال حرارت تشعشع دماغه کپسول بازگشت به جو مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی نرخ انتقال حرارت تشعشع دماغه کپسول بازگشت به جو از روش عددی استفاده شده است که برای تأیید درستی آن، با نتایج مقاله مرجع مقایسه شده است. در این شبیه سازی نرخ انتقال حرارت ناحیه سکون کپسول آپولو 4 مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل پایین بودن ضخامت اپتیکی مدل مورد مطالعه، در شبیه سازی عددی از مدل تشعشعی DO استفاده شده است. این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 16 و با حل جریان آرام و فرض ، گاز خاکستری و گاز غیرخاکستری انجام شده است. نتایج نشان داد نرخ انتقال حرارت تشعشع در حالت گاز غیر خاکستری نسبت به حالت گاز خاکستری با خطاهای کمتری همراه است، همچنین مشاهده شد که در ارتفاعات بالا نرخ انتقال حرارت تشعشع80 درصد از نرخ انتقال حرارت کل را تشکیل می‌دهد.

Keywords

Main Subjects

Article Title [فارسی]

محاسبه عددی گرمایش تشعشع دماغه ابرصوت در فاز ورود به جو

Authors [فارسی]

  • Sajad Ghasemlooy 1
  • mahsa dehnamaki 2
  • Hamid Parhizkar 2

1 Malek Ashtar University, Tehran, Iran

2 Faculty of Aerospace Engineering , MalekAshtar University, Tehran,Iran

Abstract [فارسی]

محاسبه گرمایش آیرودینامیکی یکی از گام‌های مهم در طراحی اجسام پروازی با سرعت بالا و بخصوص اجسام بازگشتی به جو است. زیرا عدم لحاظ کردن آن، می‌تواند باعث آسیب دیدن سیستم حفاظت حرارتی و قطع ارتباطات راداری کپسول بازگشت به جو شود. با توجه به سرعت بسیار زیاد کپسول و عدم وجود محیط مادی نرخ انتقال حرارت تشعشع نسبت به نرخ انتقال حرارت جابه جایی در تعیین شار حرارتی کل از اهمیت بخصوصی برخوردار است، و عدم لحاظ کردن آن در محاسبات باعث به وجود آمدن خطاهای زیادی در تعیین شار حرارتی کل می‌شود. در این مقاله، پارامترهای مختلف مؤثر در نرخ انتقال حرارت تشعشع دماغه کپسول بازگشت به جو مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی نرخ انتقال حرارت تشعشع دماغه کپسول بازگشت به جو از روش عددی استفاده شده است که برای تأیید درستی آن، با نتایج مقاله مرجع مقایسه شده است. در این شبیه سازی نرخ انتقال حرارت ناحیه سکون کپسول آپولو 4 مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل پایین بودن ضخامت اپتیکی مدل مورد مطالعه، در شبیه سازی عددی از مدل تشعشعی DO استفاده شده است. این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 16 و با حل جریان آرام و فرض ، گاز خاکستری و گاز غیرخاکستری انجام شده است. نتایج نشان داد نرخ انتقال حرارت تشعشع در حالت گاز غیر خاکستری نسبت به حالت گاز خاکستری با خطاهای کمتری همراه است، همچنین مشاهده شد که در ارتفاعات بالا نرخ انتقال حرارت تشعشع80 درصد از نرخ انتقال حرارت کل را تشکیل می‌دهد.

Keywords [فارسی]

  • تشعشع
  • کپسول
  • گاز خاکستری
  • گاز غیرخاکستری
  • مدل تشعشعی DO