Валидация методики расчёта неравновесных течений газов методом прямого статистического моделирования монте-карло

12 Апреля 2016

Докладчик: Кусов Андрей Леонидович ( ЦНИИмаш),kusovˍal@mail.ru

Тезисы доклада "Валидация методики расчёта неравновесных течений газов методом прямого статистического моделирования монте-карло "

Конечной целью работы является создание методики определения тепловых потоков на поверхности космических аппаратов и коэффициента сопротивления при входе в атмосферу планет и их спутников (Земли, Марса, Венеры, Титана, Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана) со второй космической скоростью с помощью метода прямого статистического моделирования Монте-Карло (ПСМ). В настоящий момент создана методика моделирования входа с первой космической скоростью в атмосферы Земли и Марса. Методика основана на классических моделях метода ПСМ: модель твёрдых сфер переменного диаметра (VHS) для моделирования вязкости, диффузии и теплопроводности; квантовый вариант алгоритма Ларсена-Боргнакке для обмена энергиями между степенями свободы молекул; модель полной энергии столкновения (TCE) для моделирования газофазных реакций; алгоритм Бойда вращательно-поступательной и колебательно-поступательной релаксации энергии. Указанные модели позволяют использовать те же параметры, которые используются при решении уравнений Навье-Стокса. Параметры некоторых моделей были специально подобраны в данной работе.

Проведено сравнение расчётов с экспериментальными данными диссоциации чистого кислорода в ударной трубе, теплового потока в критической точке КА OREX, а также экспериментов из серии CUBRC (Calspan University of Buffalo Research Center). Для валидации методики для атмосферы Марса использованы данные, полученные в рамках программы SACOMAR.