Номер: 8 (93) Год: 2016 (стр. 3 )

15. , , и др. Способ получения фуллереносодержащей сажи и устройство для его осуществления. Патент № RU 2423318 C2. – Бюл. № 19, 2011.

, канд. физ.-мат. наук (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

ИССЛЕДОВАНИЕ  ОТХОДА  УДАРНОЙ  ВОЛНЫ 
ОТ  СФЕРИЧЕСКОГО  ТЕЛА  И  ЕЁ  СТРУКТУРЫ 
С  ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  МЕТОДА  ПРЯМОГО 
СТАТИСТИЧЕСКОГО  МОДЕЛИРОВАНИЯ  МОНТЕ-КАРЛО

Представляется валидация методики моделирования обтекания гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) потоком разреженного газа, основанной на прямом статистическом моделировании (ПСМ) Монте-Карло в части поступательно-поступательного и поступательно-вращательного обмена энергиями молекул. Отмечается, что результаты расчётов соответствуют экспериментальным.

Ключевые слова: метод прямого статистического моделирования Монте-Карло, гиперзвуковой летательный аппарат, разреженный газ, вращательная энергия молекул, структура ударной волны.

A. L. Kusov. Research on the Shockwave Departure from the Spherical Body and its Structure Using the Direct Simulation Monte Carlo Method. The article validates a method of rarefied gas flow simulation as applied to hypersonic vehicles based on the Direct Simulation Monte Carlo Method regarding to progressive-progressive and progressive-rotational exchange of molecule energies. It is noted that calculations agree with experimental results.

Key words: direct simulation Monte Carlo method, hypersonic vehicle, rarefied gas, rotational molecule energy, shock wave structure.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вращательная релаксация азота в вязком ударном слое при малых числах Рейнольдса. – Известия АН СССР, МЖГ, 1977, №4, с. 172 – 175.

2. Russell D. A. Density Disturbance Ahead of a Sphere in Rarefied Supersonic Flow. – Physiсs of Fluids, 1968, v. 11, № 8.

3. Экспериментальное исследование влияния чисел Маха и Рейнольдса на структуру сверхзвукового потока разреженного газа в окрестности передней критической точки затупленного тела. – Известия АН СССР, МЖГ, 1967, №3, с. 108 – 115.

4. Ahouse D. R., Bogdonoff S. M. An Experimental Flow Field Study of the Rarefied Blunt Body Problem. – AIAA Paper, No. 69-656, 1969, 10 p.

5. Bird G. A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows. – Oxford: Clarendon Press, 1994, 458 p.

6. Численное моделирование обтекания цилиндра со сферическим носком методом прямого статистического моделирования Монте-Карло. – Математическое моделирование, 2015, т. 27, № 12, с. 33 – 47.

7. , Применение метода прямого статистического моделирования Монте-Карло при решении задачи о нестационарном разлёте разреженного газа в случае его испарения с перегретой поверхности материала в вакуум. – Космонавтика и ракетостроение, 2010, вып. 1(58), c. 36 – 45.

8. Гиршфельдер Дж., олекулярная теория газов и жидкостей. М.: Издательство иностранной литературы, 1961, 930 с.

9. Физические величины: Справочник. Под. ред. , . М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.

10. Parker J. G. Rotational and Vibrational Relaxation in Diatomic Gases. – Physics of Fluids, 1959, v. 2, № 4, pp. 449 – 462.

11. Boyd I. D. Rotational and Vibrational Nonequilibrium Effects in Rarefied Hypersonic Flow. – J. Thermophysics, 1990, v. 4, № 4, pp. 478 – 484.

12. Boyd I. D. Rotational-translational Energy Transfer in Rarefied Nonequilibrium Flows. – Physics of Fluids A, 1990, v. 2, № 3, pp. 447 – 452.

13. , , и др. Вращательная релаксация в газах и плазме. M.: Энергоатомиздат, 1991, 216 с.

(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

ОБОСНОВАНИЕ  МЕТОДА  ПРОСТОЙ  ЛОКАЛЬНОЙ 
КОРРЕЛЯЦИИ  ПРИМЕНИТЕЛЬНО  К  МОДЕЛИ 
ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНОГО  ПЕРЕХОДА  ?–Re?

Рассматривается основанная на исследовании большого массива экспериментальных данных простая корреляционная зависимость, которую можно использовать в рамках модели  ?–Re? для описания ламинарно-турбулентного перехода в гиперзвуковых течениях. Отмечается, что улучшенная модель сочетает в себе простоту инженерных эмпирических корреляций с гибкостью метода RANS и может быть использована для определения положения перехода в сложных течениях без каких-либо предположений об интенсивности турбулентности в набегающем потоке.

Ключевые слова: теплообмен, ламинарно-турбулентный переход, турбулентность, корреляция.

D. A. Churakov. Justifying the Method of Simple Local Correlation as Applied to the ?–Re? Model of Laminar-Turbulent Transition. The article considers a simple correlation dependence based on research of a large array of experimental data which can be used within the ?–Re?  model to describe the laminar-turbulent transition in hypersonic flows. It is noted that the improved model combines the simplicity of engineering empirical correlations, and the flexibility of the RANS me-thod, and can be used to determine the position of transition in complex flows without any assumptions about the intensity of the turbulence in the incoming flow.

Key words: heat exchange, laminar-turbulent transition, turbulence, correlation.

ЛИТЕРАТУРА

1. Goodrich W. D., Derry S. M., Bertin J. J. Shuttle Orbiter Boundary-Layer Transition: A Comparison of Flight and Wind-Tunnel Data. – AIAA-Paper 83-0485, 1983.

2. Конвективный теплообмен летательных аппаратов. М.: Физматлит, 2014.

3. , , Опыт использования уравнений RANS для прогноза положения ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое при локальном подводе к поверхности или отводе от неё тепла в гиперзвуковом потоке. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 6(85).

4. Langtry R., Menter F. Correlation-Based Transition Modeling for Unstructured Parallelized Computational Fluid Dynamics Codes. AIAA Journal, 2009, v. 47, № 12.

5. Stainback P. C., Fischer M. C., Wagner R. D. Effect of Wind Tunnel Disturbances on Hypersonic Boundary Layer Condition. – AIAA 72-181.

6. Horvath T. J., Berry S. A., Hollis B. R. et al. Boundary Layer Transition on Slender Cones in Conventional and Low Disturbance Mach 6 Wind Tunnels. – AIAA paper 2002, No. 2002-2743.

7. Sanator R. J., DeCarlo J. P., Torrillo D. T. Hypersonic Boundary-Layer Transition Data for a Cold-Wall Slender Cone. – AIAA Journal, 1965, v. 3, №4.

8. Kimmel R. L. The Effect of Pressure Gradients on Transition Zone Length in Hypersonic Boundary Layer. – WL-TR-94-3012, 1993.

9. Johnson H. B., Alba C. R., Candler G. V. et al. Boundary-Layer Stability Analysis of the Hypersonic International Flight Research Transition Experiments. – Journal of Spacecraft and Rockets, 2008, v. 45, № 2.

10. Juliano T. J., Kimmel R. L., Willems S. et al. HIFiRE?1 Boundary-Layer Transition: Ground Test Results and Stability Analysis. – AIAA 2015-1736, 2015.

11. Yentsch R. J., Gaitonde D. V., Kimmel R. Performance of Turbulence Modeling in Simulation of the  HIFiRE-1 Flight Test. – Journal of Spacecraft and Rockets, 2014, v. 51, № 1.

12. Wright R. L., Zoby E. V. Flight Measurements of BL Transition on a 5 Deg Half-angle Cone at a Free-stream Mach Number of 20 (Reentry F). – NASA TM-X-2253, 1971.

13. Rumsey C. B., Lee D. B. Measurements of Aerodynamic Heat Transfer and Boundary-Layer Transition on  a 10 Degree Cone in Free Flight at Supersonic Mach Numbers up to 5.9. – NACA RM L56B07, 1956.

14. Rumsey C. B., Lee D. B. Measurements of Aerodynamic Heat Transfer and Boundary-Layer Transition on  a 15 deg. Cone in Free Flight at Supersonic Mach Numbers up to 5.2. – NASA TN D-888, 1961.

15. Hollis B. R., Berger K. T., Horvath T. J. et al. Aeroheating Testing and Predictions for Project Orion CEV at Turbulent Conditions. – AIAA 2008-1226.

16. Hollis B. R., Hollingsworth K. E. Laminar, Transitional, and Turbulent Heating on Mid Lift-to-Drag Ratio Entry Vehicles. – AIAA 2012-3063, 2012.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СВЯЗИ, СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИЯ И КООРДИНАТНО-ВРЕМЕННОЕ  ОБЕСПЕЧЕНИЕ

, канд. физ.-мат. наук (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

РЕАЛИЗАЦИЯ  ПРЕОБРАЗОВАНИЙ  ЗНАЧЕНИЙ 
ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ  ПАРАМЕТРОВ.  ЧАСТЬ 1

Рассматривается методика преобразования значений отдельных телеметрических параметров и их совокупности. Приводятся алгоритмы, соответствующие каждому преобразованию. Исходя из описания каждого преобразования значений телеметрических параметров с учётом синтаксических особенностей применяемых алгоритмов определяются их типы.

Ключевые слова: входные и выходные телеметрические параметры, алгоритмы преобразований, предварительное описание алгоритмов преобразований, проблемно-ориентированные языковые средства.

A. M. Titov. Implementing Transformations of Telemetry Para­meters. Part 1. The article considers a method of transforming the values of certain telemetry parameters and their aggregate. It presents algorithms corresponding to each transformation, and defines their types on the basis of description of each transformation of telemetry parameters taking into account the syntactic features.

Key words: telemetry input and output parameters, algorithms of transformations, preliminary description of transformation algorithms, problem-oriented language tools.

ЛИТЕРАТУРА

1. Telemetry Standards, IRIG Standard 106-13. New Mexico: Secretariat Range Commanders Council US Army White Sand Missile Range, 2013.

2. Определение ориентации орбитальной станции на основе данных, поступающих от бортового вычислительного комплекса. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 1(80), с. 80 – 87.

3. Одномерный и многомерный статистический анализ динамических параметров Международной космической станции. – Космонавтика и ракетостроение, 2016, вып. 6(91), с. 54 – 66.

; , канд. техн. наук;
, канд. техн. наук (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)

МОНИТОРИНГ  РАЗВИТИЯ  АКТИВНЫХ  ОБЛАСТЕЙ 
НЕВИДИМОЙ  ПОВЕРХНОСТИ  СОЛНЦА 
ПРИ  НАБЛЮДЕНИИ  ИЗ  ТРЕУГОЛЬНОЙ  ТОЧКИ  ЛАГРАНЖА

Рассматриваются проблемы, связанные с мониторингом невидимой поверхности Солнца космическими средствами. Обосновываются необходимость наблюдения параметров активных областей для получения количественных данных о развитии геоэффективных явлений. Показывается, что решение задач возможно с помощью комплекса аппаратуры (телескопов, радиометров, спектрогелиометров и т. д.), установленной на внемагнитосферном космическом аппарате (КА) в треугольной точке Лагранжа L5 системы Солнце – Земля, в окрестности которой имеются устойчивые гало-орбиты. Предлагается необходимый состав комплекса целевой аппаратуры. Представляются оценки баллистических характеристик выведения КА в точку Лагранжа L5, возможных энергозатрат и массогабаритных параметров космического аппарата, а также средств связи и передачи информации.