Какое количество теплоты поглощается высокоскоростным телом?

Я играл с приложением, чтобы продемонстрировать высокоскоростные объекты, входящие в атмосферу Земли. Я использую уравнение сопротивления , чтобы примерно определить, сколько кинетической энергии преобразуется в тепло каждую миллисекунду, что, кажется, работает нормально. Однако мне также необходимо приблизительно выяснить, какой процент этого тепла рассеивается в атмосферу, а какой повторно поглощается объектом.

В этой симуляции я использую множество упрощающих предположений, например, что Земля — это сфера, и (что еще хуже) что температура атмосферы не меняется с высотой, поэтому я ищу постоянное или довольно простое уравнение для аппроксимации этого. Есть ли разумный способ сделать это?

TL;DR: Сколько аэродинамического тепла остается в атмосфере, а сколько остается/поглощается высокоскоростным объектом?

Вы хотите кривые зависимости температуры от высоты?
@OrganicMarble Думаю, я могу с этим работать.
Хорошо, с вашим редактированием, теперь я не буду публиковать ответ. Но вы можете посмотреть страницы 10, 11 и т. д. Стандартной атмосферы США. ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19770009539.pdf
Важно, что лишь небольшая часть тепловой энергии реабсорбируется высокоскоростным объектом, а большая часть тепловой энергии уносится атмосферой и горячим газом, образующимся при абляции теплозащитного экрана.

Ответы (1)

Сколько аэродинамического тепла остается в атмосфере по сравнению с тем, сколько сохраняется/реабсорбируется

Вкратце: по необходимости почти все это должно оставаться в атмосфере или излучаться в космос или в сторону Земли , и только крошечная часть может быть поглощена.

С использованием Е "=" 1 / 2 м в 2 и начальной скорости 7800 м/с, мы видим, что каждый килограмм возвращающегося тела начинается с 3E+06 джоулей энергии. Вода является знакомым материалом с одним из материалов с более высокой удельной теплоемкостью около 4200 Дж/кг/К . Используя это число и игнорируя фазовые переходы, она должна достичь 7000 °C, чтобы поглотить это, а сталь при всего лишь 500 Дж/кг/K должна достичь нефизической температуры 60 000 °C!

Несмотря на то, что теплозащитный экран нагревается, он не может достигать таких температур и представляет собой лишь малую долю массы транспортного средства, поэтому по необходимости почти все тепло должно оставаться в атмосфере или излучаться в космос или на Землю. , и только крошечная часть могла быть поглощена.

Атмосфера нагревается настолько сильно, что раскаляется докрасна, и, поскольку она несколько непрозрачна для части теплового инфракрасного спектра, становится приближением к излучателю черного тела. Таким образом, в то время как большая часть тепла сбрасывается в атмосферу, значительная часть излучается в виде инфракрасного и видимого света, часть которого достигает Земли, а часть излучается в космос.

См. этот ответ для чрезмерно упрощенного численного моделирования катастрофического повторного входа.

Какое количество теплоты поглощается высокоскоростным телом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v