立方星阻力帆气动特性的DSMC模拟

立方星的大量发射将加剧近地轨道的空间碎片问题。阻力帆技术利用气动阻力,可使得卫星被动离轨并进入大气层烧毁。离轨周期的计算需要对稀薄气动特性做出精确预测。本文采用NNW-DSMC软件,对立方星阻力帆离轨装置在不同高度下的稀薄绕流流场进行数值模拟,分析了气动特性的变化规律。结果表明,NNW-DSMC的计算结果与文献结果吻合良好(阻力系数与参考结果的相对误差小于1%,最大热流的相对误差在6%以内),进一步验证了其计算精度和可靠性。将碰撞松弛数设置为温度的函数后,转动和振动温度降低,平动温度升高,流场总温度也增加了约10%。为增加模拟的保真度,应将松弛碰撞数设置为温度的函数。本文结果可为后续的立方星离轨动力学分析提供支撑。