电弧加热器试验条件下铁质小行星材料烧蚀机理分析

研究铁质小行星进入地球大气层的烧蚀机理,对评估小行星撞击地球危害具有重要意义。基于试验现象建立了铁质小行星材料烧蚀的熔融烧蚀和熔融层剪切烧蚀模型,采用具有移动边界的气动热、烧蚀与内部热传导耦合求解技术对铁陨石模型烧蚀试验状态进行了计算。计算分析表明建立的剪切烧蚀模型能够得到与试验在定性上一致的驻点烧蚀速率变化规律。若不考虑液态层流失,计算得到的规律与试验相反。计算分析结果显示表面蒸发速率与熔融层质量流失速率相比是小量,表明铁质小行星烧蚀以熔融层剪切流失为主导。可为小行星撞击地球防御提供参考。