Υπολογιστική διερεύνηση των ροϊκών φαινομένων γύρω από διαστημικό σκάφος σε συνθήκες κίνησης σε διαφορετικές ατμόσφαιρες

Abstract

Περίληψη

Η παρακάτω διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την ακριβή απεικόνιση και ανάλυση των αεροδυναμικών φαινομένων που παρουσιάζονται κατά την πτήση ενός διαστημικού πυραύλου με τη χρήση των. Η έρευνα έγινε με την χρήση του λογισμικού ‘’ANSYS’’ όπου πραγματοποιήθηκε υπολογιστική ρευστομηχανική πάνω σε ένα μοντέλο όμοιο του ‘’STARSHIP’’, το οποίο ανήκει στην ιδιωτική εταιρεία ‘’SPACEX’’. Οι προσομοιώσεις έγιναν για την απογείωση του από την Γη αλλά και την προσγείωση του στον πλανήτη Άρη σε υψόμετρα πέντε, δέκα και είκοσι χιλιομέτρων λαμβάνοντας υπόψιν τις συνθήκες τις εκάστοτε ατμόσφαιρας. Επιλέχθηκε η επίλυση μέσω του ‘’Ansys Fluent’’ με τη μορφή ‘’Pressure based’’ προκειμένου να παρατηρηθεί η ακρίβεια του στην απεικόνιση των φαινομένων αυτών. Στη συνέχεια έγινε μία σύγκριση με τα αποτελέσματα που απέφερε ο επιλυτής ‘’CFX’’ για τις ίδιες προσομοιώσεις. Οι μετρήσεις δείχνουν σχεδόν απόλυτη ταύτιση μεταξύ των επιλυτών και την ανάπτυξη πολύ υψηλών θερμοκρασιών αλλά και πιέσεων σε όλη την έκταση του διαστημοπλοίου με τις υψηλότερες τιμές να καταγράφονται στην προσήνεμη πλευρά του. Παρατηρείται η ανάπτυξη ενός προσκολλημένου κρουστικού κύματος κατά την απογείωση από την Γη και ενός αποκολλημένου κατά την προσγείωση στον πλανήτη Άρη.