О неопределенности моделирования взаимодействия метеороида с атмосферой при разных скоростях входа



On the uncertainty of modeling the interaction of a meteoroid with the atmosphere at various entry velocities

The problem of meteoroid entry into the atmosphere and their interaction is considered. The interaction with the atmosphere of a meteor body or its fragments moving as a single body is modeled by numerically solving the meteor physics equations, taking into account the curvilinearity of the trajectory. In modeling, the representation of the heat transfer coefficient and the effective heat of mass loss is of decisive importance, since their ratio, called the ablation parameter, is the main parameter of the equations. In this paper, we study the influence of ways of specifying the heat transfer coefficient and the effective heat of ablation on the simulated characteristics: meteoroid velocity, change in its mass and energy deposition along the trajectory as well as the trajectory, and estimate the degree of this influence at various meteoroid entry velocities into the atmosphere.

meteoroid, ablation parameter, effective heat of ablation, heat transfer coefficient


Том 24, выпуск 1, 2023 год



Рассматривается вход в атмосферу метеорного тела и его взаимодействие с ней. Взаимодействие с атмосферой метеорного тела или его фрагментов, движущихся как единое тело, моделируется путем численного решения уравнений метеорной физики с учетом криволинейности траектории. При моделировании определяющее значение имеет задание коэффициента теплопередачи и эффективной теплоты уноса массы, поскольку их отношение, называемое параметром абляции, является основным параметром этих уравнений. В работе исследуется влияние способов задания коэффициента теплопередачи и эффективной теплоты абляции на моделируемые характеристики – скорость метеороида, изменение его массы, выделение энергии вдоль траектории и на саму траекторию и оценивается степень этого влияния при разных скоростях входа метеороида в атмосферу.

метеороид, параметр абляция, эффективная теплота абляции, коэффициент теплопередачи


Том 24, выпуск 1, 2023 год



1. Брыкина И.Г., Егорова Л.А. Аппроксимационные формулы для радиационного теплового потока при больших скоростях // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 4. С. 123–134.
2. Брагин М.Д., Брыкина И.Г. О моделировании энерговыделения фрагментированного метеороида в атмосфере // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 4. С. 114–124
3. Брыкина И.Г., Егорова Л.А. О параметре абляции в задаче о входе метеорного тела в атмосферу // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2021. Т. 22. Вып. 5. http://chemphys.edu.ru/issues/2021-22-5/articles/959/
4. Левин Б.Ю. Физическая теория метеоров и метеорное вещество в Солнечной системе. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 293 с.
5. Бронштэн В.А. Физика метеорных явлений. М.: Наука, 1981. 416 с.
6. Бронштэн В.А. Дробление и разрушение крупных метеорных тел в атмосфере // Астроном. Вестник. 1995. Т. 29. № 5. С. 450–458.
7. Adams M.C. Recent advances in ablation // American Rocket Society J. 1959. V. 29. № 9. Pp. 625–632.
8. Брыкина И.Г., Егорова Л.А. О влиянии эффективной теплоты абляции на моделирование взаимодействия метеороидов с атмосферой // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2022. Т. 23. Вып. 2. http://chemphys.edu.ru/issues/2022-23-2/articles/995/
9. Baldwin B., Sheaffer Y. Ablation and breakup of large meteoroids during atmospheric entry // J. Geophys. Res. 1971. V. 76. № 19. Pp. 4653–4668.
10. Biberman L.M., Bronin S.Y., Brykin M.V. Moving of a blunt body through the dense atmosphere under conditions of severe aerodynamic heating and ablation // Acta Astronautica. 1980. V. 7. № 1. Pp. 53–65.
11. Брыкина И.Г., Егорова Л.А. Моделирование движения, абляции и энерговыделения метеороида в атмосфере с учетом криволинейности траектории // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2020. Т. 21. Вып. 2. http://chemphys.edu.ru/issues/2020-21-2/articles/903/
12. Стулов В.П., Мирский В.Н., Вислый А.И. Аэродинамика болидов. М.: Наука, 1995. 236 с.
13. ReVelle D.O. Dynamics and thermodynamics of large meteor entry: a quasi-simple ablation model // Planetary Sci. SR-76-1. 1976. 90 p.
14. Borovička J., Spurný P., Brown P., Wiegert P., Kalenda P., Clark D., Shrbený L. The trajectory, structure and origin of the Chelyabinsk asteroidal impactor // Nature. 2013. V. 503. Pp. 235.