We consider the supersonic CO2 flow field around the space vehicle in the Martian atmosphere. A flow around the vehicle is simulated in the frame of the viscous shock layer model taking into account bulk viscosity effects. It is supposed that in the shock layer, non-equilibrium chemical reactions as well as non-equilibrium vibrational excitation of СО2 molecules take place. The results obtained using the three-temperature vibrational relaxation model, are compared with the ones based on simpler approaches. Transport coefficients of a multi-component gas mixture determined in accordance to the kinetic theory are compared with the coefficients calculated using approximate expressions. The influence of bulk viscosity and thermo-chemical processes proceeding in a dissociating and relaxing gas mixture on the shock layer flow parameters and the heat flux to the surface of a specific vehicle reentering the Mars atmosphere is analyzed.
Рассматривается сверхзвуковое обтекание космического аппарата в моделирующем атмосферу Марса потоке углекислого газа. Течение около аппарата рассчитывается в рамках модели вязкого ударного слоя с учетом объемной вязкости. Считается, что в ударном слое происходят неравновесные химические реакции и имеется неравновесное возбуждение колебательных степеней свободы молекул СО2. Проводится сравнение результатов, полученных на основании трехтемпературной модели колебательной релаксации и более простых приближений. Коэффициенты переноса многокомпонентной газовой смеси, определенные в соответствии с результатами кинетической теории, сравниваются с аппроксимационными выражениями. Анализируется влияние объёмной вязкости и термохимических процессов, происходящих в диссоциирующей и релаксирующей газовой смеси, на параметры течения в ударном слое и теплопередачу к поверхности конкретного аппарата при спуске в атмосфере Марса.
