探测器进入火星大气过程中气动热环境和气动力特性的数值模拟研究

摘要

针对火星大气环境下热化学非平衡效应的基本特点,建立高温火星大气热化学非平衡和表面有限催化计算模型,并进行验证,然后研究热化学模型、表面催化模型和湍流效应对气动热环境的影响,分析不同气体模型对气动力特性影响的规律性.研究结果表明:火星探测器流场中热化学非平衡效应非常严重;热力学模型和化学反应模型的选择对气动热计算有着重要影响;有限催化模型能根据表面材料的催化特性精细化预测表面热流和温度,为防热设计提供更精确合理的参考标准;湍流效应使表面热流显著增大;热化学非平衡气体模型是计算气动力特性最优的气体模型.