NUMERICAL MODELING OF CHARRING MATERIAL ABALATION WITH CONSIDERING CHEMICAL REACTION, MASS TRANSFER AND SURFACE HEAT TRANSFER EFFECTS

چكيده اطلاعات زيادي در مورد سيستم هاي سپر حرارتي موجود نمي باشد و اطلاعات موجود در بعضي موارد به صورت دقيق نيست. دليل اصلي اين است كه محاسبات دقيقي براي اندازه گيري نرخ از بين رفتن مواد مختلف هنوز بدست نيامده است. بنابراين داشتن برنامه اي كامپيو تري مطمين كه بتواند نرخ از بين رفتن سطحي جسم را محاسبه و گستره درجه حرارت داخلي را بدست آورد لازم مي شود. در اين كار تحقيقاتي حل عددي معادلات حاكم براي مواد از بين رفتني ارايه مي شود تا بتواند نرخ اين از بين رفتن و پاسخ گويي حرارتي يك سپر حرارتي را پيش گويي كند. در اين كار از روش نيوتن – رفسان همراه با الگوريتم سه قطري در حل سيستم معادلات غير خطي حاكم بر مساله به كار گرفته مي شود. استفاده از روش نيوتن-رفسان كه نسبتا خيلي ساده تر است مي تواند به سادگي براي مسايل مشكل تعميم داده شود.

Abstract Accurate calculations for measuring the sacrificing rate of various materials in heat shield systems have not been obtained yet. So having a reliable numerical program that calculates the surface recession rate and interior temperature history is necessary. In this study numerical solution of governing equations for charring material ablation are presented. Thermodynamic properties , , k changes relative to the temperature accompany the nonlinear nature of the governing equations and the Newton-Raphson method along with TDMA algorithm is used to solve this nonlinear equation system. Using Newton- Raphson method is one of the advantages of the solving method because it is relatively simple and it can be easily generalized to more difficult problems. The obtained results are compared with reliable sources in order to examine the accuracy of compiling code.