近空间非规则解体物不同间隔比气动干扰数值分析
Abstract
针对服役期满航天器再入近空间飞行环境多次解体绕流问题, 发展了求解高超声速来流条件下含振动能激发热力学非平衡Navier-Stokes (N-S)方程三维双体解体物绕流问题的数值方法. 根据解体物运动分离特点与方位关系, 确立了两种不同的解体物双体构型. 经高超声速氮气流绕圆柱、钝体计算结果与求解Boltzmann模型方程气体动理论统一算法、风洞试验等比较确认, 验证了本文模型算法在求解近空间范围内含振动能激发的多体高超声速绕流问题的可行性和准确性. 采用此算法研究了近空间范围内不同飞行攻角、不同间隔比下的双体构型间的气动干扰效应. 结果表明, 本文所设工况下, 当间隔比大于一定值时, 解体物之间的相互干扰效应可以忽略. 这为气动融合弹道飞行航迹落区数值预报软件研制提供理论设计准则及大量近空间非规则解体物绕流气动干扰数据库.
