Численное моделирование неравновесных течений для аэрокосмических приложений

Объектом исследования настоящего проекта являются высокоскоростные течения нейтрального и частичного ионизованного газа, характерные для задач обтекания космических и летательных аппаратов, а также для задач, связанных с функционированием двигателей ориентации космических аппаратов. Целью исследований является развитие новых методов численного моделирования высокоскоростных неравновесных течений и их применение для решения ряда актуальных в настоящее время задач, связанных с созданием новых образцов авиационной и космической техники. Основными методами исследования являются численные методы аэродинамики континуальных и переходных по числу Кнудсена течений, а также физики низкотемпературной плазмы, такие как конечно-объемный метод для решения уравнений Эйлера и Навье—Стокса, метод прямого статистического моделирования и метод частиц в ячейках. В вычислительных программах реализованы новые модели физико-химических процессов, возникающих в высокоэнтальпийных течениях, течениях с неравновесными химическими реакциями, плазменных течениях. С их использованием получены новые данные о течениях около космических аппаратов при входе в атмосферы Земли и Марса, переходе к турбулентности в пограничном слое, пристенных плазменных эффектах в двигателях управления космических аппаратов. Имплементация созданных моделей в расчетные программы создает уникальный для России инструментарий для проведения исследований при создании аэрокосмической техники на мировом уровне.