تحلیل آیرودینامیکی یک کپسول بازگشت به جو با در نظرگرفتن انتقال حرارت تشعشعی

در طراحی پرتابه‌های سرعت بالا، تحلیل آیرودینامیکی و گرمایشی حائز اهمیت است. انتقال حرارت تشعشعی، برای کپسول‌هایی که به اتمسفر زمین وارد می‌شوند، به صورت تقریبی بین 10 تا 40 درصد انتقال حرارت کل را تشکیل می‌دهد.‌‌‌ بنابراین لحاظ کردن انتقال حرارت تشعشعی در محاسبات جریان های ماوراء صوت، ضروری است. در این تحقیق، جریان ماوراء صوت آرام سه بعدی با فرض گاز ایده آل با ماخ‌ های 30 و 8/32 مورد بررسی قرار گرفته است و برای محاسبه تشعشع، مدل تشعشعی دسته بندی گسسته انتخاب شده که از معادله انتقال تابشی استفاده می کند و با دریافت ضریب جذب، ضریب شکست، دما و طول موج به عنوان ورودی، تشعشع در زوایای فضایی مختلف را محاسبه می کند. در نهایت، کانتورهای دما و فشار، در دو حالت با لحاظ انتقال حرارت تشعشع و بدون لحاظ آن مقایسه شده اند. طبق نتایج به دست آمده، با اضافه کردن تشعشع به حل، دما به میزان 27 درصد و فشار به میزان2 درصد کاهش پیدا می‌کند که به دلیل لحاظ کردن شرط مرزی فشار دور دست است که برای دیواره به عنوان سیستم خنک کاری عمل می کند. باید توجه داشت که طراحی مکانیزم خنک کاری برای دیواره، ضروری و تا چه اندازه در نتایج موثر است که در صورت عدم لحاظ آن، طبق نتایج عددی، خطای قابل توجهی به وجود خواهد آمد.