Investigation of Convective Heat Transfer Simula-tion Accuracy in Subsonic High-Enthalpy Air Flows in HF-Plasmatron




Numerical estimations of correspondence between stagnation point heat fluxes to a cylindrical model in subsonic high-enthalpy air jet in HF-plasmatron and entry heating a blunt body in Earth atmosphere are performed in the case, when thermodynamic and hydrodynamic parameters of these absolutely different flows are in one-to-one correlation according to the concept of local heat transfer simulation. For cold wall case similarity of normalized heat fluxes is numerically confirmed in the whole range of a catalytic recombination coefficient, when conditions of local heat transfer simulation are satisfied. Through CFD modeling performed for HF-plasmatron subsonic tests and corresponding atmospheric entry conditions it is proved, that temperatures of radiative equilibrium surfaces of a model and blunt body are in a good and acceptable agreement for high and low catalytic walls.

HF-plasmatron, high-enthalpy air flows, simulation of heat transfer, CFD modeling, catalytic recombination of atoms.


Volume 21, issue 2, 2020 year


ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ДОЗВУКОВЫХ СТРУЯХ ДИССОЦИИРОВАННОГО ВОЗДУХА В ВЧ-ПЛАЗМОТРОНЕ

Выполнены численные оценки соответствия тепловых потоков в точках торможения при обтекании модели дозвуковыми струями высокоэнтальпийного воздуха в ВЧ-плазмотроне и при входе затупленных тел со сверхзвуковой скоростью в атмосферу Земли, когда параметры этих качественно разных течений связаны условиями локального моделирования. Для холодных стенок подтверждено подобие нормализованных тепловых потоков во всем диапазоне эффективного коэффициента каталитической рекомбинации атомов при выполнении условий моделирования. Расчетами для условий экспериментов на ВЧ-плазмотроне и для соответствующих параметров входа в атмосферу Земли установлено, что температура равновесно радиационной стенки с хорошей точностью моделируется в дозвуковых струях высокоэнтальпийного воздуха для высо-кокаталитических поверхностей и с удовлетворительной точностью - для низкокаталитических.

индукционный ВЧ-плазмотрон, потоки диссоциированного воздуха, моделирование теплообмена, численное моделирование, каталитическая рекомбинация атомов.


Volume 21, issue 2, 2020 year