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题名表面催化特性对火星进入气固耦合热效应的影响研究
被引量：4
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作者
杨肖峰
桂业伟
刘磊
唐伟
杜雁霞
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机构
中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
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出处
《中国科学：技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2018年第9期939-949,共11页
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基金
国家自然科学基金(批准号:11702311
11472295)资助项目
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文摘
高超声速进入火星大气层过程特殊且复杂的高温真实气体效应及气固界面热化学作用给火星进入器耦合气动热环境的精准预测带来巨大挑战.针对火星进入气固耦合问题,建立非平衡气动热环境和结构热响应的耦合计算方法,开展进入器防热大底高超声速非平衡气动加热和结构传热的耦合计算分析,获得了典型弹道点上气固界面非平衡热化学作用对耦合加热的影响规律.耦合分析表明,壁温梯度所致的对流热流和组分扩散热流均对高超声速非平衡气动加热有较大影响;当前耦合计算状态下组分扩散热流占总热流的主要部分,尤其CO2部分影响最大;所计算的热防护系统能够有效阻止气动热向舱内传递,防隔热性能良好,表面热流与辐射散热可快速趋于局部热辐射平衡,可采用辐射平衡壁面条件解耦模拟气动热环境;完全非催化/完全催化壁面热流随耦合时间逐渐降低,但有限速率催化热流因界面非平衡热化学效应而先增后降;壁面热流与壁温的线性度因界面非平衡热化学所致扩散热流的引入而减弱.
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关键词
气动加热
结构传热
耦合计算
火星进入器
表面热化学
催化加热
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Keywords
aerodynamic heating
structure heat transfer
coupling computation
Mars entry capsule
surface thermochemistry
catalytic heating
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分类号
V476.4
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V411
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