تحليل آيروديناميكي يك كپسول بازگشت به جو با در نظرگرفتن انتقال حرارت تشعشعي

در طراحي پرتابه هاي سرعت بالا، تحليل آيروديناميكي و گرمايشي حائز اهميت است. انتقال حرارت تشعشعي، براي كپسول هايي كه به اتمسفر زمين وارد مي شوند، به صورت تقريبي بين 10 تا 40 درصد انتقال حرارت كل را تشكيل مي دهد. بنابراين لحاظ كردن انتقال حرارت تشعشعي در محاسبات جريان‌هاي ماوراء صوت، ضروري است. در اين تحقيق، جريان ماوراء صوت آرام سه بعدي با فرض گاز ايده‌آل با ماخ ‌هاي 30 و 32/8 مورد بررسي قرار گرفته است و براي محاسبه تشعشع، مدل تشعشعي دسته‌بندي گسسته انتخاب شده كه از معادله انتقال تابشي استفاده مي‌كند و با دريافت ضريب جذب، ضريب شكست، دما و طول موج به عنوان ورودي، تشعشع در زواياي فضايي مختلف را محاسبه مي كند. در نهايت، كانتورهاي دما و فشار، در دو حالت با لحاظ انتقال حرارت تشعشع و بدون لحاظ آن مقايسه شده‌اند. طبق نتايج به دست آمده، با اضافه كردن تشعشع به حل، دما به ميزان 27 درصد و فشار به ميزان 2 درصد كاهش پيدا مي كند كه به دليل لحاظ كردن شرط مرزي فشار دور دست است كه براي ديواره به عنوان سيستم خنك‌كاري عمل مي‌كند. بايد توجه داشت كه طراحي مكانيزم خنك‌كاري براي ديواره، ضروري و تا چه اندازه در نتايج موثر است كه در صورت عدم لحاظ آن، طبق نتايج عددي، خطاي قابل‌توجهي به وجود خواهد آمد.