Finite element modeling of heat transfer inside the HSV


View article
PDF, 453.1 KB


The inner shell of hypersonic vehicle (HSV) may be heated to sufficiently high temperatures and itself to heat the internal arrangements not only by a thermal conductivity but also by means of a thermal radiation. Lowering the temperature inside the HSV to normal conditions is possible under conditions of forced convection, for example, by blowing a cold gas. The calculations are performed for the axisymmetrical hypothetical internal construction of HSV nose part, the outer streamlined shell of which has the form of a blunted cone. The conditions for aerodynamic heating corresponded to M = 6, the following parameters varied: the size of the nose and the rate of blowing the cold gas inside the HSV.

hypersonic flow, thermal protection, computational aerodynamics, finite element method.


Volume 18, issue 1, 2017 year


Конечно-элементное моделирование теплопереноса внутри ГЛА

Внутренняя оболочка ГЛА может оставаться нагретой до достаточно высоких температур и сама осуществлять нагрев внутренних устройств не только теплопроводностью, но и тепловым излучением. Понижение температуры внутри ГЛА до нормальных условий возможно в условиях вынужденной конвекции, к примеру, продувкой холодного газа. Расчеты выполнены для осесимметричной гипотетической внутренней конструкции носовой части ГЛА, внешняя обтекаемая оболочка которого имеет вид затупленного конуса. Условия аэродинамического нагрева соответствовали М = 6, варьировались следующие параметры: размер носовой части и скорость продувки холодного газа внутри ГЛА.

гиперзвуковое течение, тепловая защита, вычислительная аэродинамика, метод конечных элементов


Volume 18, issue 1, 2017 year



1. Kernozhitsky V.A., Kolychev A.V., Makarenko A.V. Development of calculation technique multielement thermionic thermal protection of hypersonic aircraft // Electronic Journal "Proceedings of the MAI". 2014. No. 75. P. 1–23.
2. Lu H.B., Liu V.T. Combined thermal protection system based on reversed forward cavity and counter jet // Thermophysics and aeromechanics. 2012. Vol. 19, No. 5. P. 561-569.
3. Peng W., He Y., Wang X., Zhu J., Han J. Thermal protection mechanism of heat pipe in leading edge under hypersonic conditions // Chinese Journal of Aeronautics. 2015. Vol. 28, No. 1. P. 121–132. http://dx.doi.org/10.1016/j.cja.2014.12.018.
4. Tirupati T., Chandran B.S. Computational investigation of tangential convective cooling of hypersonic cowl leading edge // International journal of innovative research in science, engineering and technology. 2015. Vol. 4. No. 7. P. 6098–6105.
http://dx.doi.org/10.15680/IJIRSET.2015.0407150.
5. Polezhaev V.I., Prostomolotov A.I., Fedoseev A.I. The finite element method in mechanics of a viscous fluid // Itogi Nauki i Tekhniki. Ser. Mechanics of fluid and gas. Vol. 21. M: VINITI, 1987. P. 3-92.
6. Prostomolotov A., Verezub N. Engineering calculation of thermal field in the head part of hypersonic vehicle // Electronic journal "Physico-chemical kinetics in gas dynamics". 2016. Vol. 17. No. 3. http://chemphys.edu.ru/issues/2016-17-3/articles/648/.
7. Verezub N.A., Prostomolotov A.I. The study of heat transfer in Czochralski growing furnace on the basis of conjugate mathematical model // Materials of electronic engineering. 2000. No. 3. P. 28-34.
8. Prostomolotov A.I., Verezub N.A., Ilyasov Kh.Kh.. The program "Crystmo/Marc" for conjugate thermal simulation // Sertificate No. 2009613989 of the Russian Federation. Bul. RU FIPS "The programs for ECM", No. 4 (69), 2009.