Основные достижения Публикации Проекты Диссертации Конференции	ПРОЕКТЫ ЛАБОРАТОРИИ В лаборатории проводились и проводятся работы по грантам РФФИ (1994-2018), по программам Президиума РАН, по программам «Университеты России», «Ведущие научные школы», совместные исследования по хоздоговорам с ФГУП ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского и ОАО « ВПК «НПО машиностроения»». Грант РФФИ № 18-01-00740-а Моделирование взаимодействия крупных метеороидов с атмосферой Земли Проект направлен на создание численных и аналитических методов решения актуальной научной задачи – исследования и моделирования взаимодействия крупных метеороидов с атмосферой Земли. Основные процессы, влияющие на взаимодействие космического тела с атмосферой, – это его разрушение, вызываемое возрастанием аэродинамической нагрузки при его вхождении в более плотные слои атмосферы, и абляция, вызываемая его сильным нагревом. Для моделирования разрушения космического тела будут разрабатываться и применяться новые модели фрагментации, позволяющие объяснить и воспроизвести наблюдательные данные для болидов и суперболидов. Будут получены аналитические выражения для коэффициентов конвективной и радиационной теплопередачи в континуальном и переходном режимах обтекания в зависимости от скорости и размера метеороида и плотности атмосферы на основании исследований авторов проекта и литературных данных. Моделирование взаимодействия космического тела с атмосферой будет проводиться на основе численного и аналитического решения уравнений физической теории метеоров для единого тела на начальном участке траектории и для дробящегося тела после начала его разрушения. Грант РФФИ № 17-01-00054 Теплообмен и термохимическое взаимодействие струй диссоциированных газов с поверхностью материалов: эксперименты на ВЧ-плазмотронах, численное моделирование и анализ поверхности. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы моделирования аэродинамического нагрева поверхности тел при входе в атмосферу. На установках ВГУ-4 (ИПМех РАН) и ВАТ-104 (ЦАГИ) с индукционным нагревом газов будет исследован теплообмен и термохимическое взаимодействие потоков диссоциированных газов с поверхностью материалов для условий входа тел в атмосферы Земли и Марса с гиперзвуковыми скоростями. Такие установки позволяют исключить загрязнение поверхности материалов и испытывать материалы в строго контролируемых условиях. Испытания материалов необходимо сочетать с численным параметрическим моделированием обтекания образцов материала и теплообмена с их поверхностью. Параметры до- и сверхзвуковых струй диссоциированного воздуха, азота и углекислого газа будут определяться по совокупности данных экспериментальной диагностики и численного моделирования течений неравновесной химически активной плазмы в рамках уравнений Навье-Стокса для условий экспериментов. Экспериментально и численно будет исследован тепловой эффект рекомбинации атомов О, N и молекул CO на поверхностях металлов, кварца, углерода и керамики. В рамках проекта будет изучено воздействие струй диссоциированного воздуха и углекислого газа на поверхность ультравысокотемпературных керамических материалов состава HfB2-SiC, включая глубину окисления, элементный и фазовый состав, микроструктуру поверхности. Экспериментальные данные по теплообмену и поведению материалов в струйных потоках диссоциированных газов, полученные в установках ВГУ-4 и ВАТ-104, будут также экстраполированы на условия входа затупленных тел в атмосферы Земли и Марса. Грант РФФИ № 14-01-00738-а Аэротермохимия течений молекулярных газов и теплообмен в индукционных ВЧ-плазмотронах. Проект направлен на продолжение совместных экспериментальных и численных исследований до- и сверхзвуковых течений воздушной плазмы, плазмы углекислого газа и азота и теплообмена при наличии неравновесных химических процессов в потоке и на поверхности теплозащитных материалов в расширенном диапазоне условий, реализуемых на индукционных плазмотронах ВГУ-4 ИПМех РАН и АДТ ВАТ-104 ЦАГИ. Грант РФФИ № 14-01-00775-а Исследование роли термохимически неравновесных процессов в аэротермодинамике на основе численных и аналитических решений уравнений Навье-Стокса и их асимптотичеки упрощенных вариантов в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Проект направлен на изучение и применение в аэротермодинамике входа космических аппаратов в атмосферы Земли и планет Солнечной системы термохимически неравновесных процессов в широком диапазоне изменения чисел Рейнольдса с использованием численных и аналитических решений уравнений Навье–Стокса и их асимптотически упрощенных вариантов. Предполагается особое внимание уделить исследованию роли объемного коэффициента вязкости, а также неравновесному излучению и частичной ионизации и их влиянию на теплообмен, сопротивление и на распределение газодинамических параметров в ударном слое около космических аппаратов в верхних слоях атмосферы. Предполагается также распространить методы аэротермодинамики на задачи входа естественных космических тел в атмосферу Земли. Грант РФФИ № 11-01-00111-а Экспериментальное и численное моделирование термохимического взаимодействия высокоэнтальпийных газовых потоков с поверхностью Проект направлен на продолжение совместных экспериментальных и численных исследований до- и сверхзвуковых течений воздушной плазмы и плазмы углекислого газа и теплообмена при наличии неравновесных химических реакций в потоке и на поверхности в расширенном диапазоне условий, реализуемых на индукционных плазмотронах ВГУ-4 ИПМех РАН и АДТ ВАТ-104 ЦАГИ. Задачи проекта: – экспериментальное исследование на плазмотроне ВГУ-4 теплообмена поверхностей различных материалов в дозвуковых и сверхзвуковых недорасширенных струях диссоцированного углекислого газа с определением коэффициентов каталитической рекомбинации атомов O и молекул CO на поверхности; – экспериментальное исследование конвективно-радиационного теплообмена на модели, введенной в разрядный канал плазмотрона ВГУ-4; – дальнейшая разработка и обоснование методики переноса данных по аэротермохимии поверхностей материалов и теплообмену, полученных в экспериментах на ВЧ-плазмотроне, на условия входа спускаемых аппаратов в атмосферы Земли и Марса; – отработка методики расчетно-экспериментального определения к.п.д. установки ВАТ-104, основанной на сравнении рассчитанного и измеренного в экспериментах давления в подогревателе; – экспериментально-теоретическое исследование истечения недорасширенных струй воздуха из сверхзвукового сопла установки АДТ ВАТ-104; – исследование теплообмена недорасширенных воздушных струй с плоским торцем продольно обтекаемого цилиндра и затупленным конусом, установленных в рабочем тракте для рабочих параметров установки АДТ ВАТ-104. Грант РФФИ № 11-01-00504-а Развитие континуальных и кинетических методов для решения задач гиперзвуковой аэротермодинамики в переходном и смежных с ним режимах обтекания тел с учетом физико-химических процессов, включая неравновесное излучение Проект направлен на фундаментальные теоретические исследования по высотной аэротермодинамике переходного (малые числа Рейнольдса, или большие числа Кнудсена) от континуального к свободномолекуляному и смежных с ним режимов гиперзвукового обтекания тел потоком разреженного газа. Для исследования аэродинамики и теплообмена современных и перспективных летательных аппаратов, движущихся и маневрирующих в верхних слоях атмосфер Земли и других планет в переходном режиме обтекания предполагается создание нового континуально-континуального метода, соединяющего решение асимптотически корректных уравнений вязкого ударного слоя (или Навье-Стокса) при больших и умеренных числах Рейнольдса и решение уравнений тонкого (гиперзвукового) вязкого ударного слоя при малых числах Рейнольдса, дающих правильные свободномолекулярные пределы для коэффициентов трения и теплопередачи при числе Рейнольдса, стремящемся к нулю. Предполагается вывести асимптотически правильные граничные условия на головной ударной волне и на поверхности обтекаемого тела с учетом скольжения и скачка температуры для моделей тонкого, полного и обобщенного вязкого ударного слоя при умеренных и малых числах Рейнольдса и разработать численные алгоритмы решения этих асимптотически упрощенных уравнений Навье-Стокса. Предполагается получить простые аналитические решения разработанным методом последовательных приближений и методом асимптотических разложений для коэффициентов трения, теплопередачи и давления на поверхности пространственных тел, обтекаемых гиперзвуковым потоком газа, справедливые в переходном режиме обтекания. Важная часть проекта - это разработка континуально-кинетических гибридных методов, позволяющих адекватно описывать области переходного и континуального режимов обтекания, и сопряжение решений континуальных и кинетических уравнений по тому или иному критерию, например, по величине локального числа Кнудсена. Эти гибридные модели, описывающие все поле течения, будут комбинироваться из решения полных или упрощенных уравнений Навье–Стокса и решения кинетических уравнений Крука и S-модели Е.М. Шахова или решения, полученного методом прямого статистического моделирования Монте-Карло. Другой важной частью проекта является исследование неравновесных физико-химических процессов и излучения в ударном слое при движении космических аппаратов на больших высотах при сверхорбитальных скоростях. Будут решаться проблемы определения различных зон термохимического неравновесия в зависимости от скорости входа, высоты полетов, размеров аппарата и др., и определения интенсивности излучения из областей с неравновесными параметрами, т.е. от термохимически неравновесного газа или в случае небольцмановского распределения по электронным состояниям, что является необходимым для правильного определения конвективных и спектральных тепловых потоков и способа теплозащиты космического аппарата. Эти результаты предполагается использовать так же для построения строгой физической теории входа, разрушения и теплового взрыва крупных метеороидов (болидов). Программа Президиума РАН № 25 Договора с ФГУП ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского 2009-2012 гг. Договор с ОАО « ВПК «НПО машиностроения»» 2011-2012 гг. Грант РФФИ № 08-01-00447 Аэротермодинамика течений и теплообмена в индукционном плазмотроне ВГУ-4 Грант РФФИ № 06-01-00695-а; Кинетическая теория уравнений и коэффициентов переноса неравновесных по поступательным и внутренним степеням свободы реагирующих, а также плотных газов в форме "термодинамические силы через потоки" с приложением к задачам гиперзвуковой аэродинамики и теплообмена Грант РФФИ № 05 – 01 – 00844 Экспериментальное и численное исследование неравновесных течений воздушной плазмы, теплообмена и поверхностного катализа материала SiC в индукционных плазмотронах Грант РФФИ № 03-01-00542 Гиперзвуковая аэротермодинамика и тепло-массообмен при сверх-орбитальных и метеорных скоростях Грант РФФИ № 02 – 01 – 00870 Экспериментальное и численное исследование высокоэнтальпийных термически и химически неравновесных течений газов и теплообмена в индукционном плазмотроне Грант РФФИ 00-15-96030-л Уравнения и коэффициенты переноса частично ионизованной многоэлементной плазмы. Гиперзвуковая аэродинамика и теплообмен в режиме обтекания термически неравновесной плазмой. Неравновесное излучение. Аэротермобаллистика дробящихся и взрывающихся метеороидов Грант РФФИ 00-01-00321 Аэротермобаллистика дробящихся и взрывающихся метеороидов. Взаимодействие взрывающегося метеороида с планетой. Грант РФФИ № 99-01-00942 Экспериментальное и численное исследование неравновесных высокоэнтальпийных до- и сверхзвуковых течений газов и теплообмена в индукционном плазмотроне Грант РФФИ 97-01-00940 Аэродинамика, термоэрозия и разрушение космических тел в атмосфере Земли и планет Грант РФФИ 94-01-01363 Континуальное (гидродинамическое) и статистическое описание гиперзвуковых разреженных течений газа с учетом термохимически и термодинамически неравновесных эффектов. Численное моделирование
	Тел: +7-495-939-38-66   Email: sakharov@imec.msu.ru