Журнал о технике

Рoссийскиe учёныe изо СПбГУ рaзрaбoтaли мaтeмaтичeскую мoдeль, кoтoрaя пoзвoлит кoнструктoрaм рaссчитывaть oптимaльныe пaрaмeтры тeплoзaщитнoгo пoкрытия кoсмичeскиx спускaeмыx aппaрaтoв, a тaкжe будeт примeнeнa в ряде других высокотехнологичных областей. Прообраз учитывает весь спектр физических и химических условий, которые возникают округ быстро движущегося твёрдого тела в обычном и разреженном газе. В таких условиях могут производить обмен не только жар, но даже группешник среды — всё сие влияет на работу техники, отмечают специалисты.

Учёные Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали математическую моделирующее устройство, которая поможет оптимизировать теплозащиту космических аппаратов, а да будет применена в ряде других высокотехнологичных областей. Стандарт позволяет рассчитать формат трения твёрдого тела о газовую среду, сообщили RT в давило-службе университета. Результаты опубликованы в журнале Physics of Fluids. Эксплуатация проводилась при поддержке Российского научного фонда.

Математическая прототип учитывает неравновесные (меняющиеся) процессы, которые протекают около трении потоков газа о уровень быстро движущегося тела. В такого порядка системе могут момент) меняться как химические, этак и физические параметры — к примеру, может деяться ионизация газа и химические реакции посреди его молекулами, а и меняться температура и тургор.

С помощью созданной учёными модели конструкторы смогут помышлять изменения физических параметров возле движении твёрдого тела в разреженном газе — в этом случае наблюдаются в) такой степени называемый эффект скольжения. Сие означает, что в нескольких шагах поверхности твёрдого тела жар и скорость газовых потоков меняется. В довершение всего того, поверхность движущегося объекта может выставлять в роли катализатора, провоцируя молекулы газа входить в химические реакции побратим с другом.

Все сии эффекты заметно влияют чисто на состав газа, что-то около и на передачу тепла и народ. Также модель учитывает такие явления, в духе адсорбция и десорбция получи поверхности тела и часть.

«Это позволило до малейших подробностей описать динамику и кинетику разреженного неравновесного газа три шага поверхности твёрдых тел. Главными особенностями полученных граничных условий (применимых получай практике. — RT) являются человек с толком корректно интерпретировать эффекты физического взаимодействия газа с поверхностью тела и брать в расчет влияние межфазных гетерогенных химических реакций», — пояснила RT завкадрами кафедрой гидроаэромеханики СПбГУ Люся Кустова.

Разработанная математическая тип позволит решить шпалеры практических задач. Примерно сказать, её применение поможет конструкторам рационализовать. Ant. ухудшить покрытие спускаемых космических аппаратов — ослабление слоя тепловой защиты позволит упасть полезную нагрузку корабля. В довершение всего того, она может составлять применена при исследовании сверхзвуковых потоков в соплах наземных аэродинамических установок и ракетных двигателей, а опять же для анализа потоков газа в микроэлектронной промышленности.

Учёные сделано протестировали свою разработку, уточнив с её через параметры течения разреженного газа поближе спускаемого космического аппарата с покрытием с диоксида кремния. Новые вычисления показали, что температурный поток у стенки аппарата сверху высоте 85 км хорэ примерно на одна четвертая меньше, чем показывали стандартные прикидки.