کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4995295 1458704 2017 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Thermochemical ablation modeling forward uncertainty analysis-Part I: Numerical methods and effect of model parameters
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل عدم قطعیت رو به جلو مدل سازی تخلیه حرارتی - قسمت اول: روش های عددی و اثر پارامترهای مدل
کلمات کلیدی
مواد حفاظتی حرارتی، کبالت کربن، تعامل با سطح گاز، مدل سازی لغزش، تجزیه و تحلیل عدم قطعیت،
ترجمه چکیده
فضاپیمای نسل بعدی بارهای سنگینی را از سیاره های کاوشگر به بار می آورد. پیشرفت در مدل سازی مواد شیمیایی ترمو شیمیایی مواد محافظتی بر پایه کربن مبتنی بر کیفیت اساسی برای بهبود قابلیت طراحی این وسایل نقلیه است. رویکردهای پویایی مایع محاسباتی به طور گسترده ای برای مدل سازی پدیده های تعامل با سطح گاز بیش از مواد متخلخل استفاده می شود. مزیت چنین رویکردهایی، توصیف دقیق محیط آئرومتری است که از طریق وضوح کامل لایه های مرزی مکانیکی، حرارتی و شیمیایی ایجاد شده است که در هنگام برخورد با یک جریان انالپلی بالا، بیش از یک سطح جذب کننده ایجاد می شود. این مقاله به بررسی عدم قطعیت چنین نوع مدل تخلیه حرارتی و بررسی اثر آن بر نتایج نهایی مدل اختصاص داده شده است. محدوده ی ماده ی کربن غیر پ یرولیز، در معرض شرایط مشابه با تست تونل باد معمولی پلاسما، نمونه مورد آزمایش برای تجزیه و تحلیل است. دو روش پیشگیری از عدم تداخل غیرمستقیم پیشین برای تجزیه و تحلیل تاثیر مجموعه تعریف شده از پارامترهای نامشخص در تخمین شار دمیدن توده ی حالت پایدار و دمای سطح استفاده می شود. نتایج ما نشان می دهد که برای شرایط انتخاب شده و محدوده عدم اطمینان، احتمال واکنش سطح نیتراسیون سطح قوی ترین تاثیر را در نتایج مدل دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
Next generation spacecraft will bring back heavier payloads from explored planets. Advance in the modeling of the thermo-chemical ablation of carbon-based thermal protection system materials is fundamental to improve the design capabilities of these vehicles. Computational fluid dynamic approaches are extensively used to model the gas-surface interaction phenomena over ablative materials. The advantage of such kind of approaches is the accurate description of the aerothermal environment obtained through the full resolution of the mechanical, thermal, and chemical boundary layers that develop over an ablative surface when exposed to a high-enthalpy flow. This paper is devoted to the assessment of the uncertainties of such kind of thermo-chemical ablation model and to study their effect on the model final outcomes. A sphere of non-pyrolyzing carbon-based material, exposed to conditions similar to those of a typical plasma wind tunnel test, is the selected test case for the analysis. Two forward non-intrusive uncertainty quantification techniques are used to analyze the influence of the defined set of uncertain parameters on the estimate of steady-state mass blowing flux and surface temperature. Our results show that for the selected conditions, and uncertainty ranges, the surface nitridation reaction probability has the strongest impact on the model outcomes.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Thermal Sciences - Volume 118, August 2017, Pages 497-509
نویسندگان
, , ,