Results of experimental and numerical study of convective heat transfer to a 10 mm radius water-cooled cylindrical model with a flat face in supersonic under-expanded dissociated carbon dioxide jets at 100-kW RF-plasmatron IPG-4 test conditions are presented. Free stream parameters in plasmatron jets are recalculated to sphere entry conditions in Martian atmosphere and CFD modeling nonequilibrium flow fields and heat transfer for IPG-4 tests and hypersonic flight are performed. Characteristics of heat transfer, which are similar in supersonic plasmatron tests and hypersonic flight, are found.
inductive plasmotron, nonequilibrium plasma, CO₂, numerical simulation, experiment
Представлены результаты экспериментального и численного исследования конвективного теплообмена на цилиндрической модели с плоским торцом радиуса 10 мм в недорасширенных струях диссоциированного углекислого газа при рабочих параметрах 100-киловаттного ВЧ-плазмотрона. На основе концепции локального моделирования теплообмена параметры сверхзвукового обтекания модели в плазмотроне пересчитаны на условия входа сферы в атмосферу Марса с гиперзвуковой скоростью. Определены характеристики теплообмена, которые подобны в эксперименте и полете.
индукционный плазмотрон, недорасширенная струя, химическая неравновесность, плазма СО2, теплообмен, высокочастотное электромагнитное поле, эксперимент, численное моделирование, уравнения Навье-Стокса, условия локального подобия теплообмена
