摘要：对航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护进行了全过程数值仿真研究。采用修正Lees驻点热流密度方法和参考焓方法计算再入热流密度。采用JANAF模型计算烧蚀率。利用有限元法计算钝锥体再入航天器烧蚀层在移动边界条件下的轴对称温度场。采用碳化层—热解面—原始材料的轴对称碳化烧蚀模型;推导了热解气体流量计算方法。针对再入飞行大热流密度条件下,用有限元方法求解瞬态温度场时会产生的时间和空间上解的振荡问题。通过分析温度振荡现象产生的原因,采用集中热容矩阵向后差分方法解决振荡问题。计算结果表明,在时间步长选择合适的情况下,求解集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题,同时烧蚀率和温度场计算比较准确。

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