Создание универсальных компьютерных систем предсказания радиационных свойств излучающих объектов ракетно-космической техники

ASTEROID

 

Универсальная компьютерная система, предназначенная для обеспечения задач радиационной газовой динамики спектральными, групповыми и интегральными радиационными свойствами. Данный программный комплекс одновременно является:

  • компьютерной системой для получения эталонных решений теории радиационного переноса применительно к проблемам аэрокосмической техники;
  • библиотекой компьютерных программ, предназначенных для создания спектральных оптических моделей в программах пользователей;
  • библиотекой компьютерных программ, предназначенных для создания групповых и интегральных оптических моделей в программах пользователей.

Примеры результов, полученных с использованием универсальной компьютерной системы ASTEROID

  • 1 Спектральная и групповая модель коэффициента поглощения смеси газов CO2(97%)- N2(3%): T=7333 K, p=1 атм;
  • Полинейчатый (Line-by-line) расчет: 3*106 спектральных точек.

Спектральные модели коэффициента поглощения воздуха 2

Групповые модели коэффициента поглощения воздуха 3

Основные результаты последних лет

  • Разработана компьютерная радиационно-газодинамическая модель спускаемых космических аппаратов, предназначенных для посадки на поверхность Марса. Модель основана на системе уравнений Навье-Стокса, физической и химической кинетики многокомпонентных газовых смесей. В рамках этой модели разработана трехмерная модель переноса селективного теплового излучения во всей области возмущенного течения, от головной ударной волны до дальнего следа. Разработанная модель переноса селективного теплового излучения позволяет рассчитывать спектральные и интегральные радиационные тепловые потоки на всей поверхности космического аппарата, а также излучательную способность ударного слоя и следа, которая может регистрироваться орбитальным космическим аппаратом. Научной новизной разработанной модели является возможность расчета пространственных характеристик поля излучения и возможность проведения "line-by-line" расчетов с учетом тонкой структуры спектра;
  • С использованием разработанной модели выполнены траекторные расчеты спуска в атмосфере Марса космических аппаратов (КА) разной формы (российский сегментально-конический КА, Pathfinder, космический аппарат европейского космического агенства MSRO);
  • Результаты сравнительных расчетов аэротермодинамики марсианских космических аппаратов неоднократно обсуждались на совещаниях европейской рабочей группой по радиационной газовой динамике, в которую входят специалисты ведущих европейских научных аэрокосмических центров. Столь полная радиационная газодинамическая модель разработана в настоящее время только в нашей лаборатории.