- Разработана модель частичного химического равновесия, позволяющая решать задачу внешнего гиперзвукового обтекания затупленного тела, движущегося по планирующей траектории спуска в атмосфере Земли и Марса, в упрощенной диффузионной постановке и адекватно рассчитывать теплообмен потока с его поверхностью с меньшими вычислительными затратами.
- Впервые в рамках термически и химически неравновесных моделей газовой среды проведено широкомасштабное численное моделирование процессов и течений в плазмотроне ВГУ-4 (ИПМех РАН) и установке АДТ ВАТ-104 (ЦАГИ) в широком диапазоне рабочих параметров, которое позволило с приемлемой точностью воспроизвести экспериментальные значения давления и теплообмена в области точки торможения моделей, установленных в рабочих трактах установок.
- Обнаружен и исследован эффект диффузионного разделения химических элементов воздушной плазмы в разрядном канале и подогревателе двух экспериментальных установок (ВГУ-4 и АДТ ВАТ-104), обусловленный различиями в скоростях химических реакций диссоциации-рекомбинации молекул и атомов и отличием скоростей диффузии атомарных и молекулярных компонентов смеси.
- Новым и важным в практическом отношении результатом является проведенное численное исследование теплообмена дозвуковых струй газов с затупленным по торцу цилиндром для условий экспериментов на установке ВГУ-4 (ИПМех РАН), моделирующих тепловые потоки в окрестности точки торможения на траекториях спуска аппаратов PRE-X в атмосфере Земли и MSRO - в атмосфере Марса. На основании сравнения расчетных и экспериментальных данных для равновесной радиационной температуры поверхности образца из SiC определены его каталитические свойства.
- Впервые проведено численное исследование в рамках уравнений Навье-Стокса гиперзвукового обтекания и теплообмена пространственной конфигурации, состоящей из связки кругового конуса и треугольной пластины с затупленными кромками. Подтверждено наличие особенностей в теплообмене на наветренной стороне компоновки, обнаруженное ранее в экспериментах для треугольной пластины с затупленными передними кромками, а проведенные расчеты теплообмена в зонах их интенсификации для трубных условий обтекания модели совпали с экспериментальными. Показано, что местоположение этих зон и значения в них относительных тепловых потоков в расчетах для трубных и натурных условий обтекания заметно отличаются.
2 Глазков Ю.В., Сахаров В.И., Талипов Р.Ф. Решение задач сверхзвукового обтекания затупленных тел вязким газом на основе полных и упрощенных уравнений Навье-Стокса // Вестник МГУ. Серия Математика и Механика. 1996. № 2. С. 62-69.
3. Сахаров В.И., Суслов О.Н., Фатеева Е.И. Исследование течений около затупленных тел в условиях частичного химического равновесия в рамках уравнений ламинарного пограничного слоя // Изв. РАН. МЖГ. 1997. № 2. С. 96-102.
4Брыкина И.Г., Сахаров В.И. Сравнение приближенных аналитических и численных решений для тепловых потоков при сверхзвуковом обтекании тел вязким газом // Известия РАН. МЖГ. 1996. № 1. С. 125-133.
5Брыкина И.Г., Сахаров В.И. Применение метода подобия для расчета тепловых потоков и напряжения трения в окрестности плоскости симметрии затупленных тел в рамках полных уравнений Навье-Стокса // Известия РАН. МЖГ. 1997. № 4. С. 9-16.
6.Sakharov V., Fateeva E. Hypersonic viscous gas mixture flow over blunt bodies using chemical partial equilibrium model // Proc. of the Eighth Annual Thermal and Fluids Analysis Workshop. Spacecraft Analysis and Design. University of Houston - Clear Lake. Houston. TX. 1997. P. 15-1 - 15-8.
7.Sakharov V.I., Fateeva E.I. Chemical partial equilibrium model in gasdynamics problems. In book: Scientific Computing in Chemical Engineering II (Computational Fluid Dynamics, Reaction Engineering and Molecular Properties). Springer. 1998. P. 409-416.
8.Громов В.Г., Сахаров В.И., Фатеева Е.И. Численное исследование гиперзвукового обтекания затупленных тел вязким химически реагирующим газом // Изв. РАН. МЖГ. 1999. № 5. С. 177-186.
9.Громов В.Г., Сахаров В.И., Фатеева Е.И. Применение модели частичного химического равновесия для исследования задач гиперзвуковой аэродинамики. Препринт № 58-2000. М: Институт механики МГУ. 2000. 90с.
10 Егорова Л.А., Осипцов А.Н., Сахаров В.И. О границах режима инерционного осаждения частиц и теплообмене при сверхзвуковом обтекании тел вязким газом // Изв. РАН. МЖГ. № 6. 2001. С. 111-124.
11.Афонина Н.Е., Васильевский С.А., Громов В.Г., Колесников А.Ф., Першин И.С., Сахаров В.И., Фатеева Е.И., Якушин М.И. Течение и теплообмен в недорасширенных струях воздуха, истекающих из звукового сопла плазмотрона. Препринт № 672. M.: ИПМ РАН. 2001. 52с.
12.Gilinsky M., Blankson I.M., Gromov V.G., Sakharov V.I. Corrugated and Composite Nozzle-Inlets for Thrust and Noise Benefits // AIAA Paper № 01-1893. AIAA/NAL-NASDA-ISAS. 10th International Space Planes and Hypersonic Systems and Technology Conference. Kyoto. 2001. Japan. 11p.
13. Gilinsky M., Blankson I.M., Sakharov V.I., Shvets A.I. Shock Waves Mitigation at Blunt Bodies using Needles and Shells against a Supersonic Flow // AIAA Paper № 01-3204. 37th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. Salt Lake City. UT. USA. 2001. 12p. 14
14. Афонина Н.Е., Васильевский С.А., Громов В.Г., Колесников А.Ф., Першин И.С., Сахаров В.И., Якушин М.И. Течение и теплообмен в недорасширенных струях воздуха, истекающих из звукового сопла плазмотрона // Изв. РАН. МЖГ. 2002. № 5. С. 156 -168.
15.Osiptsov A.N., Egorova L.A., Sakharov V.I., Wang Boyi Heat Transfer in Supersonic Dusty-Gas Flow Past a Blunt Body With Internal Particle Deposition Effect. // Progress in Nat. Sc. 2002. V.12. № 12. P.22-27.
16.Sakharov V.I., Gromov V.G., Kolesnikov A.F., Pershin I. S., Vasil’evskii S.A., Yakushin M.I. CFD Model and Code-to-Experiment Validation for An Under-Expanded Nonequilibrium Plasmatron Jet Over A Butt-End Probe. West East High Speed Flow Field 2002 // CIMNE Barselona, Spain. 2003. P. 144-150.
17 Егорова Л.А., Осипцов А.Н., Сахаров В.И. Аэродинамическая фокусировка полидисперсных частиц при обтекании тел запыленным газом // Доклады РАН. 2004. т. 395. № 6. С. 1-5.
18.Sakharov V.I., Gromov V.G. CFD Modelling of Thermally and Chemically Nonequilibrium Flows in Discarge Channel and in Under-Expanded Plasmatron Jet Over a Butt-End Probe // Proc. 5th Europ. Symp. Aerothermodyn. Spase Vehicles. Cologne, Germany, 2004. SP 563. ESTEC, Noordwijk, The Netherland. 2005. P.323-328.
19.Afonina N.E., Gromov V.G., Sakharov V.I. HIGHTEMP technique for High Temperature Gas Flows Simulations // Proc. 5th Europ. Symp. Aerothermodyn. Space Vehicles. Cologne, Germany, 2004. SP 563. ESTEC, Noordwijk, The Netherland. 2005. P. 119-123.
20.Verant J.-L., Perron N., Gerasimova O., Balat-Pichelin M., Kolesnikov A., Sakharov V., Omaly P. Microscopic and macroscopic analysis for TPS SiC material under Earth and Mars re-entry conditions // Proceedings of 14th AIAA/AHI International Space Planes, Hypersonic Systems and Technologies Conference. Canberra. Australia, 6-9 November. 2006. 25 pp. www.aiaa.org.
21.Sakharov V.I., Gromov V.G., Kolesnikov A.F., Gordeev A.N. CFD Modeling of Thermally and Chemically Nonequilibrium Air Flows in Discharge Channel and in Under-Expanded Plasmatron Jets Over a Butt-End Probe // Proc. 2nd conference for aerospace science (EUCASS). Brussels, Belgium, 2007. CD-ROM.
22.Сахаров В.И. Численное моделирование термически и химически неравновесных течений и теплообмена в недорасширенных струях индукционного плазмотрона // Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 6. С. 157-168.
23.Сахаров В.И. Численное моделирование течений в индукционном плазмотроне и теплообмена в недорасширенных струях воздуха для условий экспериментов на установке ВГУ-4 (ИПМех РАН) // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2007. Том 5. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2007-05-03-001.pdf.
24.Колесников А.Ф., Гордеев А.Н., Сахаров В.И. Течение и теплообмен в сверхзвуковых струях воздушной плазмы: эксперимент на ВЧ-плазмотроне и математическое моделирование // Сб. Научных трудов «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем». АФМ-2007. ИПМех РАН. Москва. 2007. С. 23-28.
25.Sakharov V.I., Gromov V.G., Kolesnikov A.F., Gordeev A.N. CFD modeling of non-equilibrium flow in an under-expended plasmatron air jets over a flat-end cylindrical model // Proc. 7th international workshop on magneto-plasma aerodynamics in aerospace applications. M.: JVTAN. 2007. P. 45-50.
26.Сахаров В.И. Численное моделирование течений в индукционном ВЧ плазмотроне и теплообмена в недорасширенных струях воздуха // Вестник МГУ. Серия Математика и Механика. 2008. № 3. С. 61-63.
27.Гордеев А.Н., Колесников А.Ф., Сахаров В.И. Течение и теплообмен в сверхзвуковых струях воздушной плазмы: эксперимент на ВЧ-плазмотроне и численное моделирование // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Том 7. www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-003.pdf.
28.Sakharov V.I, Kolesnikov A.F., Gordeev A.N. & Vйrant J.-L. CFD modeling of thermally and chemically nonequilibrium flows in discharge channel and in subsonic plasmatron jets around of the flat-face model // Proc. 6th Europ. Symp. Aerothermodyn. Space Vehicles. Versailles, France, 2008. CD-ROM.
29.Сахаров В.И., Котенев В.П., Полежаев Ю.А. Особенности теплообмена при сверхзвуковом обтекании конфигурации затупленный конус - треугольная пластина с притупленными кромками // в сб. Проблемы современной механики. К 85-летию со дня рождения Г.Г. Черного. М.: МГУ. 2008. С. 476-491.
30.Sakharov V.I., Kolesnikov A.F., Gordeev A.N., Vйrant J.-L. The methodology for determination of catalytic properties of SiC samples for specified PRE-X and MSRO conditions // Proc. 3rd Europ. Conference for Aerospace Sciences (EUCASS). Versailles, France, 2009. Editor the von Karman Institute for fluid dynamics. CD-ROM.
31 Братчев А.В., Ватолина Е.Г., Забарко Д.А., Коробков А.А., Сахаров В.И. Вопросы теплотехнического проектирования перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов аэробаллистического типа // Известия ИИФ. 2009. №2(12). C. 42-49.
32. Сахаров В.И. Об эффекте диффузионного разделения химических элементов в разрядном канале плазмотрона // Изв. РАН. МЖГ. 2010. № 4. С. 153 -163.
33Голубкина И.В., Осипцов А.Н., Сахаров В.И. Взаимодействие головной ударной волны с косым скачком уплотнения в гиперзвуковом потоке запыленного газа // Изв. РАН. МЖГ. 2011. № 1. С. 70-84.
34Гордеев А.Н., Колесников А.Ф., Сахаров В.И. Течение и теплообмен в недорасширенных неравновесных струях индукционного плазмотрона // Изв. РАН. МЖГ. 2011. № 3. (принята к печати).