Численное моделирование и анализ структуры течения около возвращаемого космического аппарата с работающими реактивными двигателями вблизи посадочной поверхности

Рассматриваются результаты численного моделирования течения струй посадочной много- сопловой двигательной установки возвращаемого аппарата сегментально-конического типа при взаимодействии с посадочной поверхностью. Рассчитываются как течение растекающихся по поверхности струй, так и индуцированное ими течение вблизи аппарата. Исследования проведены для нескольких расстояний между посадочной поверхностью и возвращаемым аппаратом. Для каждого случая рассчитывалось установившееся решение. Определены время установления течения и величины возмущающих аэродинамических сил, вызванных потоком окружающего воздуха, индуцированным струйным течением. Получена монотонная зависимость этих величин от расстояния до посадочной поверхности. В рассмотренной конфигурации расположения сопел двигательной установки на всех поверхностях возвращаемого аппарата имеется разрежение, и создается сила, уменьшающая тягу двигательной установки в вертикальном направлении. При этом формируется поток газа от струй, направленный в сторону лобовой части аппарата. Проведен расчет при отклонении продольной оси аппарата от вертикали. Получена структура течения, и оценено влияние на аэродинамические характеристики. Проведено исследование влияния уменьшения тяги двигателей на исследуемые параметры как за счет уменьшения давления в потоке струй, так и за счет уменьшения их поперечного сечения. Проводится визуализация пространственно-нестационарной структуры потока. Численное моделирование основано на консервативном конечно-разностном методе потоков. Расчеты осуществляются с использованием параллельных алгоритмов, реализованных на суперкомпьютере кластерной архитектуры.