燒蝕熱防護是再入飛行器的主要熱防護技術(shù),對燒蝕材料內(nèi)部溫度場以及材料燒蝕邊界的變化規(guī)律進行有效預(yù)測,是設(shè)計再入飛行器燒蝕熱防護系統(tǒng)的重要依據(jù)。由于燒蝕過程材料表面熱流分布直接測量存在嚴(yán)重的困難,利用傳熱學(xué)反問題(Inverse heat transfer problem,IHTP)方法,通過燒蝕材料內(nèi)部的部分溫度測量信息反演燒蝕表面的熱流分布,為預(yù)測燒蝕材料內(nèi)部溫度場以及燒蝕邊界變化規(guī)律提供了一種可行的解決方案。本文基于模型預(yù)測控制的思想,研究了升華型燒蝕材料二維燒蝕表面熱流模型預(yù)測反演及燒蝕邊界的重構(gòu)問題。針對燒蝕傳熱過程熱邊界條件的反演問題,論文的主要工作內(nèi)容包括:(1)將有限元法(Finite Element Method,FEM)和移動網(wǎng)格技術(shù)(Moving Mesh Technology,MMT)相結(jié)合,建立了一種求解二維燒蝕傳熱問題的數(shù)值方法(FEM-MMT)。在數(shù)值計算過程中,不需要每次重新劃分網(wǎng)格,只需調(diào)整網(wǎng)格節(jié)點的坐標(biāo)位置,網(wǎng)格數(shù)目并不發(fā)生變化,克服了由于燒蝕過程幾何域發(fā)生變化重新劃分網(wǎng)格帶來的困難。利用FEM-MMT計算方法,對二維燒蝕傳熱問題進行了數(shù)值模擬,在給定...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2二維燒蝕傳熱模型

圖2.2二維燒蝕傳熱模型2.2Twodimensionalablationhea流Q(x,t)加熱后表面溫度逐TAB，節(jié)點材料將發(fā)生升華相料發(fā)生相變轉(zhuǎn)化為潛熱被吸點處的溫度未達到燒蝕相變?nèi)繉?dǎo)入材料內(nèi)部。的熱物性參數(shù)都是與材料本用在上邊界，其他邊界為絕程：()....

圖2.3網(wǎng)格的彈簧近似示意圖

圖2.3網(wǎng)格的彈簧近似示意圖Fig.2.3Springapproximationmethodofgr變形技術(shù)的彈簧近似法來處理燒蝕傳熱燒蝕傳熱系統(tǒng)，邊界的運動既可以是預(yù)義燒蝕邊界移動規(guī)律是指在數(shù)值計算之等。而針對后者實時變化移動速率的燒條件確定當(dāng)前時刻的燒蝕速率，從....

圖2.4三角形有限單元網(wǎng)格示意圖

圖2.4三角形有限單元網(wǎng)格示意圖Fig.2.4Triangularfiniteelementmeshdiagram首先基于變分原理，將控制方程和邊界條件對溫度變量T積分耦合來構(gòu)造函(T(x,y,t))：22()()()++....

圖2.5二維燒蝕過程溫度熱響應(yīng)云圖

20(e)t=75s(f)t=90s圖2.5二維燒蝕過程溫度熱響應(yīng)云圖Fig.2.5Temperatureandthermalresponsecloudchartoftwodimensionalablationprocess圖2.5為燒蝕過程....

本文編號：3958414