Dynamic stability of a reentry capsule in transonic speeds is discussed. An unsteady flowfield around the capsule under the forced pitching oscillation in the transonic flow of M = 1.3 is numerically simulated based on the three-dimensional thin-layer Navier-Stokes equations. The numerical result reveals that the dynamic instability is caused by the phase delay of the base pressure. It is also found that the base pressure, the recompression shock wave, and the wake behind the recompression shock wave all oscillate with the same delay time. The flow mechanism is proposed based on the idea that the phase delay of the base pressure is caused by a feedback loop of the flowfield behind the capsule. This flow mechanism reasonably explains the features observed in the present numerical simulation, as well as the experimental fact that the dynamic instability occurs at very low reduced frequencies

چکیده

پايداري ديناميكي كپسول بازگشتي در سرعتهاي صوتي بحث گرديد. ميدان جريان غيريكنواخت اطراف كپسول تحت نوسانات اجباري پيچ در جريان صوتي M=1.3 به صورت عددي برپايه معادلات سه بعدي لايه نازك ناوير استوكز شبيه سازي گرديد. نتايج عددي آشكار كرد كه ناپايداري ديناميكي توسط تاخير فاز فشار پايه ايجاد مي گردد. همچنين فهميده شد كه فشار پايه، موج ضربه بازفشاري و دنباله پشت موج ضربه بازفشاري همگي با تاخير زماني يكساني نوسان مي كنند. مكانيزم جريان بر پايه اين ايده ارائه شد كه تاخير فاز فشار پايه توسط حلقه بازخورد ميدان جريان پشت كپسول ايجاد مي شود. اين مكانيزم جريان به طور معقولي حالتهاي مشاهده شده در شبيه سازي عددي ارائه شده را به خوبي اين حقيقت تجربي كه ناپايداري ديناميكي در فركانسهاي كاهش يافته بسيار پايين رخ مي دهد، توصيف مي كند.

1-مقدمه

اكتشاف ستارگان موضوعي چالش برانگيز براي هر دو محققان و مهندسان مي باشد. انستيتو تحقيقات فضايي و ستاره شناسي پروژه برگرداندن نمونه از ستاره دنباله دار موزس-سي را در سال 1995 با هدف پرتاب در سال 2002 و ملاقات با ستاره دنباله دار نروس در سال 2004 آغاز كرد. نمونه جمع آوري شده توسط كپسول بازگشتي جدا شده از سفينه مادر در سال 2006 برگشت داده خواهد شد. كپسول بازگشتي براي برگشت مستقيم از مسير هذلولي بازگشت به زمين جهت ذخيره سوخت مورد نياز براي انتقال مداري برنامه ريزي شده است. درنتيجه سرعت بازگشت اسمي در حدود 12km/s مورد انتظار مي باشد، كه بسيار بيشتر از بازگشت از مدار زمين بوده و گرمايش بسيار شديدي مورد انتظار خواهد بود. با كاهش ضرايب بالستيكي گرماي همرفتي به صورت عمومي كاسته مي شود...