第220章 异常的高热流区域(1 / 2)再来一个汉堡
随后,徐瑞便跟着苏译成一起,参与了这次的载人飞船论证会。
这次的论证会,讨论的问题与征途五号并没有太大的关系,主要还是围绕着返回舱进行的讨论。
更具体的说,在之前的风洞试验和数值模拟之中,航天部门最新设计的、用于后续空间站任务的返回舱,存在着一些尚未解决的问题。
在特定的攻角之下,返回舱会出现局部异常的高热流区域,热流密度要比目标值高出三倍左右,而且出现的位置并不固定,而是近乎以随机的方式出现。
“我们试过了几乎所有的传统方法,包括改变边界层转捩带、调整防热瓦缝隙、修改舱体外形等等。但这种情况并没有得到明显的改善,高热流依然会随机的出现。
“如果这种情况真的在载人飞船返回的过程中出现,有可能会烧穿防热层,其后果是不堪设想的。”
想到这样的可能,在场的专家们都是不禁倒吸了一口凉气,知道这样的情况到底有多么的可怕。
作为一个对安全性要求非常严苛的部门,他们显然不能接受这样的结果,更不能接受这种情况出现在载人航天的任务之中。
了解到这样的情况,徐瑞在会议的现场,便打开了自己随时携带的笔记本电脑,利用其中的软件开始进行模拟。
在输入对应的数据之后,徐瑞令返回舱以20马赫的速度进行返回,并进行计算流体力学的流场动画模拟。
在这种模拟状态下,返回舱周围都是高温电离的激流层,而在某一个瞬间,激流层内果然出现了一个明亮的“热点”,就仿佛是湍流中的涡旋一般,呈现出非常高的温度。
坐在徐瑞身边的苏译成,也看到了徐瑞所模拟出来的这个情况,知道徐瑞应该是在分析他们会上讨论的这个问题。
“徐瑞,你也模拟出来了?”
“嗯,现在只是先初步的简单模拟一下。您看这里,这应该不是传统的气动加热,也不是边界层的转捩。
“关键应该在这里,流线在三维空间中,形成了一个扭结。正是这个扭结改变了能量的传输路径,将激流层的能量,聚焦到了局部的区域。”
说起这些的时候,徐瑞也不禁想起了自己在研究N-S方程的过程中,所总结出来的一个定理——
在三维可压缩流之中,涡线在有限时间之内,可以形成奇异扭结,导致涡度局部无穷大。
这虽然只是一个理想情况下的理论,与实际情况之间会存在着一些出入,因为真实的流体是具有粘性的,会抑制奇点的出现。
尽管如此,实际情况下也同样可能会出现类似于奇点的“准奇点”,也就是这种耗散急剧集中的区域。
听完了徐瑞的解释,苏译成也觉得徐瑞的推测确实有一定的道理。
“这么说,这个异常的高热流区域,就有可能是一个准奇点了?”
“确实有这个可能,更具体的解释的话,这可能是返回舱外形与来流条件耦合产生的、由拓扑决定的一个‘能量聚焦透镜’。
“想要消除这种情况,仅仅靠调整一些细节恐怕是不行的,而是需要改变整体的拓扑结构。”