Numerical Study on the Thermal Loads During a Supersonic Rocket Retropropulsion Maneuver

雷诺平均Navier-Stokes方程 超音速 航空航天工程 气动加热 机械 火箭(武器) 空气动力学 大涡模拟 热流密度 材料科学 计算流体力学 物理 工程类 湍流 传热
作者
Tobias Ecker,Sebastian Karl,Étienne Dumont,Sven Stappert,Daniel Krause
出处
期刊:Journal of Spacecraft and Rockets [American Institute of Aeronautics and Astronautics]
卷期号:57 (1): 131-146 被引量:18
标识
DOI:10.2514/1.a34486
摘要

The return and vertical landing of the first launch stage is a concept enabling reusable launch systems and has been successfully applied by SpaceX with the Falcon 9. The Falcon 9 first stage descends by two or three phases of retropropulsion. Especially the supersonic retropropulsion phase, using three of its nine engines, is of interest because it exhibits conditions close to Mars reentry. During retropropulsion, the first stage is partially submerged in the hot exhaust plume. In this study, a generic model based on the Falcon 9's features and dimensions is used to perform a numerical investigation of the plume–vehicle interaction. Using large-eddy simulation and Reynolds-averaged Navier–Stokes equations (RANS)-based computational methods, the flowfield is characterized at different trajectory points during retropropulsion. Based on several steady RANS calculations, an aerothermal database is created and coupled into a simple finite element structural heating model of the casing. The results show that, despite the high gas temperatures, the low gas density leads to a manageable heat flux and only a moderate temperature increase on the cylindrical walls when using conventional aluminum materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_xnEOX8发布了新的文献求助50
刚刚
1秒前
wang发布了新的文献求助30
1秒前
3秒前
xie老板完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
脑洞疼应助乐乐乐乐乐乐采纳,获得10
4秒前
正常发布了新的文献求助10
5秒前
iaminter完成签到 ,获得积分10
5秒前
7秒前
机智向松完成签到,获得积分10
8秒前
荼蘼如雪发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
11秒前
单身的逍遥完成签到,获得积分20
11秒前
13秒前
wood发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
林声发布了新的文献求助10
15秒前
liuz完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
Ava应助哈哈哈采纳,获得10
17秒前
17秒前
19秒前
方明会发布了新的文献求助10
20秒前
guojingjing发布了新的文献求助10
20秒前
小西瓜完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
小草完成签到,获得积分10
23秒前
刘琪琪发布了新的文献求助10
23秒前
林声完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
小西瓜发布了新的文献求助10
28秒前
samifranco发布了新的文献求助10
28秒前
机智剑封完成签到,获得积分10
28秒前
方明会完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
饱满半雪完成签到 ,获得积分10
31秒前
panjy发布了新的文献求助30
33秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3145219
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2796603
关于积分的说明 7820639
捐赠科研通 2452983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1305309
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627466
版权声明 601464