Article (Périodiques scientifiques)
Blackout analysis of Mars entry missions
Ramjatan, Sahadeo; Lani, Andrea; Boccelli, Stefan et al.
2020In Journal of Fluid Mechanics
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Ramjatan_BlackOutMars.pdf
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Détails



Mots-clés :
Computational methods; High-speed flow; Plasmas
Résumé :
[en] A new methodology to accurately and efficiently examine the radio frequency blackout phenomenon during the hypersonic reentry process is introduced and validated. The current state-of-the-art thermochemical modelling of CO2 flows is reviewed and one-dimensional stagnation line studies are performed in order to determine a suitable chemical mechanism for the electron density modelling. Hypersonic computational fluid dynamics (CFD) simulations are performed with a simplified chemical model including only neutral species, in order to calculate the flow field surrounding the ExoMars Schiapparelli module in flight conditions. A novel decoupled CFD approach is then applied where the calculation of the electron density is performed separately using a computationally inexpensive Lagrangian approach. Subsequently, a ray tracing algorithm is applied in order to model the propagation of electromagnetic waves in the wake flow past the ExoMars vehicle accounting for collisions between electrons and gas particles. The numerical results of the proposed novel approach for blackout analysis consisting of CFD, Lagrangian and ray tracing algorithms are in good agreement with the flight data.
Centre de recherche :
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT) > Applied Security and Information Assurance Group (APSIA)
Disciplines :
Ingénierie aérospatiale
Auteur, co-auteur :
Ramjatan, Sahadeo
Lani, Andrea
Boccelli, Stefan
Van Hove, Bart
Karatekin, Ozgur
Magin, Thierry
THOEMEL, Jan  ;  University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Remote Sensing
Co-auteurs externes :
yes
Langue du document :
Anglais
Titre :
Blackout analysis of Mars entry missions
Date de publication/diffusion :
2020
Titre du périodique :
Journal of Fluid Mechanics
ISSN :
0022-1120
eISSN :
1469-7645
Maison d'édition :
Cambridge University Press, Royaume-Uni
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Focus Area :
Computational Sciences
Organisme subsidiant :
na
Disponible sur ORBilu :
depuis le 15 janvier 2022

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