Задача об оптимальном поперечном контуре тела с учетом теплообмена

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 Поперечный контур тела минимального полного сопротивления 6
1.1 Постановка задачи 6
1.2 Необходимые условия 9
ГЛАВА 2 Исследование классов тел 14
2.1 Форма тел класса I 14
2.2 Форма тел класса II 14
2.3 Форма тел класса III 15
2.4 Построение графиков 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 20
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 21
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 23

Весь текст будет доступен после покупки

Исследование проблем ракетостроения с каждым годом приобретает всё большую актуальность как в космической, так и в военной промышленности. В связи с ускорением научно-технического прогресса, такие передовые в области вооружения страны, как Российская Федерация, США и КНР, последние пару десятилетий демонстрируют повышенный интерес к оружию, физические принципы которого ранее не использовались в военном деле. На сегодняшний день особое место среди разработок такого плана занимают ракеты, двигающиеся с гиперзвуковой скоростью.
Поверхность объекта, продолжительное время двигающегося в атмосфере на гиперзвуковых скоростях, в значительной степени подвержено термохимическому разрушению вследствие интенсивного нагрева двух типов: радиационного и конвективного. Радиационный нагрев обусловлен возникновением ионизирующего излучения в пограничном слое около поверхности тела, двигающегося в атмосфере при скоростях выше 5 км/с. Правильный выбор формы обтекаемой поверхности позволяет существенно снизить как воздействие аэродинамического нагрева, так и массу теплозащиты аппарата [1].
В работе [2] были рассмотрены решения оптимизационных задач, в ходе которых были найдены трехмерные конфигурации, форма которых позволяет добиться снижения сопротивления в сравнении с эквивалентными осесимметричными телами. Подобные умозаключения были изложены в работе [3] при поиске оптимальных форм тел с минимальным воздействием аэродинамического нагрева. Данная работа показывает, что при идентичных условиях входа в атмосферу сумма радиационного и конвективного нагревов найденных трехмерных тел примерно на треть ниже нагревов тел вращения.
Радиационный нагрев на объекты является основным механизмом теплопередачи в фазе входа в атмосферу Земли, то есть при значениях числа Маха M=?/a>25, где ? – скорость частиц газа, a – местная скорость звука. Количество трудов, посвященных задачам поиска трехмерных конфигураций оптимальных с точки зрения теплообмена как такового, невелико [4, 5]. В связи с этим представляет особую ценность исследование задач о нахождении оптимальных по радиационному нагреву форм трехмерных тел. Представляемая выпускная квалификационная работа посвящена исследованию одной из таких задач.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1 Поперечный контур тела минимального полного сопротивления
В настоящей главе формулируется задача на выпускную квалификационную работу и определяются необходимые условия для поиска оптимального решения.
1.1 Постановка задачи
Рассмотрим две системы координат, имеющие начало координат в вершине трехмерного тела, двигающегося с гиперзвуковой скоростью (рис. 1): цилиндрическую (r,?,z ) и декартову (x,y,z).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аргучинцева М.А., Пилюгин Н.Н. Экстремальные задачи радиационной газовой динамики. М.: Изд-во МГУ, 1997. 197 с.
2. Теория оптимальных аэродинамических форм / Под ред. А.Миеле. – М.: Мир, 1969. – 569 с.
3. Аргучинцева М.А., Пилюгин Н.Н. Пространственные формы тел с минимальным нагревом поверхности при гиперзвуковом движении в атмосфере // Космические исследования. 1992. Т.30, No 5. С.615-628.
4. Аргучинцева М.А., Пилюгин Н.Н. Оптимизация формы пространственного тела по радиационному тепловому потоку // Теплофизика высоких температур, 2002. - Т.40, №4. - с. 603-616

Весь текст будет доступен после покупки