卫星空气动力学应用中气体-表面相互作用能量调节的广义处理
流体动力学
2024-11-19 v1 空间物理
摘要
在极低地球轨道（VLEO）体制下的卫星空气动力学背景中，准确建立气体-表面相互作用（GSI）模型对于确定气动力和力矩至关重要。诸如 Sentman 模型等常见模型假设气体粒子从表面漫反射，这导致能量调节被纳入模型中。本技术笔记讨论了现有处理能量调节方法的局限性，并提供了一种适用于任意分子速度比的广义处理方法。推导出了反射粒子与入射粒子温度比的一个新的广义表达式，当其用于 GSI 模型时，即使在超热流中也能保持有效性。此外，提出了一个简化的超热近似，证明了它是该广义表达式的渐近线，并通过针对真实的 VLEO 场景进行比较，表明它是对现有近似方法的改进。这些结果有助于更好地理解和建模 GSI，可能有益于卫星空气动力学中的科学研究和实际应用。
引用
@article{arxiv.2411.11597,
title = {Generalized Treatment of Energy Accommodation in Gas-Surface Interactions for Satellite Aerodynamics Applications},
author = {Friedrich Tuttas and Constantin Traub and Marcel Pfeiffer and Walter Fichter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.11597},
year = {2024}
}