En la revista Physics of Fluids se publicaron los resultados de un nuevo trabajo de científicos rusos: crearon un modelo matemático capaz de describir con precisión el comportamiento del plasma y los gases enrarecidos cerca de la superficie de los cuerpos sólidos.
La modelización detallada se vuelve especialmente relevante al diseñar dispositivos tecnológicos avanzados, como naves espaciales que descienden a las atmósferas de varios planetas, motores de cohetes e instalaciones de vacío. Nuestro modelo se puede aplicar eficazmente en estos temas y no requiere grandes costos computacionales.
El nuevo modelo matemático está libre de las deficiencias de desarrollos similares anteriores. Por lo tanto, tiene en cuenta muchos más procesos importantes, incluido el efecto de deslizamiento de los gases y cómo los iones y átomos en estos gases interactúan entre sí dentro del flujo, y también reaccionan con la superficie de los cuerpos sólidos.
Utilizando el nuevo modelo, los científicos calcularon la naturaleza de la interacción del aire con una superficie de cuarzo (que se utiliza a menudo para crear materiales de protección térmica). Los cálculos mostraron que durante el frenado a una altitud de 85 km, se libera aproximadamente un 25% menos de calor que lo que indican los resultados de los cálculos utilizando otros modelos matemáticos.
Estos datos ayudarán a los diseñadores de naves espaciales, cápsulas de retorno y otros sistemas que experimentan altas cargas térmicas a seleccionar el espesor, la forma y otras propiedades óptimas de la protección térmica.
