Modellizzazione dei fenomeni di ablazione superficiale di scudi termici per veicoli di rientro

Politecnico di Torino – Facoltà di Ingegneria Aerospaziale ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Capitolo 1 – Introduzione 6 1 Introduzione Il lavoro di seguito descritto si pone come obiettivo lo sviluppo di un codice per il calcolo di grandezze che descrivano la termochimica superficiale di scudi termici in materiale ablativo in fase di rientro atmosferico. Il materiale (o i materiali) di cui è costituito lo scudo e la composizione dell’atmosfera in cui viene simulato il rientro dovranno essere selezionabili dall’utente del programma. Il presente capitolo riporta una breve introduzione sul rientro atmosferico, ponendo, in particolare, l’attenzione sull’impiego di veicoli di tipo non riutilizzabile, in cui la protezione termica in fase di rientro è garantita dai materiali ablativi. Seguiranno, quindi, un paragrafo relativo alla descrizione dei principali tipi di materiali ablativi, uno in cui verranno presentati i modelli di calcolo disponibili e un ultimo paragrafo in cui saranno presentati in modo più dettagliato gli obiettivi del lavoro. Nel capitolo 2 sarà, invece, esposto il sistema di equazioni che costituirà il modello matematico da implementare nel nuovo codice. Il capitolo 3 descriverà il metodo numerico impiegato per l’implementazione del sistema di equazioni presentato nel capitolo precedente. Il capitolo 4 sarà relativo alla scelta dell’ambiente di programmazione e si porrà l’obiettivo di descrivere la struttura del codice, ovvero il modo in cui sono stati realizzati il programma principale (di interfaccia con l’utente) e le routines che permettono il calcolo delle grandezze termodinamiche di interesse. Nel capitolo 5 verranno, quindi, descritti i dati di input necessari per il corretto funzionamento del codice e le routines per l’estrazione dei dati di input da un database di dimensioni molto grandi. Il capitolo 6 raccoglierà i risultati ottenuti dal nuovo codice analizzando un set di dati relativo ad un caso semplificato. Tali risultati saranno confrontati con valori noti al fine di validare il codice di calcolo sviluppato. Il capitolo 7, infine, sarà dedicato al bilancio dei risultati ottenuti partendo dagli obiettivi prefissati e ai possibili sviluppi futuri del presente lavoro.