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Experimental and numerical analysis of the heat flux characteristic of the plume of a 120-N thruster

Science China(Technological Sciences) 2019年第10期62卷 1854-1860页

作者： ZHANG MingXing CAI GuoBiao HE BiJiao TANG ZhenYu ZHOU Hao Beijing Institute of Space Long March Vehicle Beijing100076China School of Astronautics Beihang UniversityBeijing100191China Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering Beijing100094China

The convective heat transfer of the plume of a 120-N thruster is investigated experimentally and numerically. Numerical results agree well with experimental results in that there is a nonlinear decrease in convective heat transfer with an increasing cone angle. It is also found that convective heat transfer decreases with increasing distance from the thruster outlet. Furthermore, the convective heat transfer of the plume mainly concentrates within a 35° cone angle and the heat flux decreases to the same order as solar radiation at the Earth’s surface when the cone angle exceeds 60°. The results of the study will help improve spacecraft design.

关键词： vacuum plume heat flux computational fluid dynamics/direct simulation Monte Carlo method shock wave

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