發(fā)布時間：2017-11-13 06:19

  本文關(guān)鍵詞：大型無人機整體熱環(huán)境三維動態(tài)仿真分析

  更多相關(guān)文章： 大型無人機 整體熱環(huán)境 耦合換熱 非穩(wěn)態(tài)

【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和未來戰(zhàn)爭觀念的變化,世界各國越來越重視無人機的發(fā)展與研究。對長航時大型無人機而言,飛行速度慢,外表面受到高空低溫氣流影響,在為機載電子設(shè)備提供散熱通道的同時,低溫可能對電子設(shè)備、油箱及燃油系統(tǒng)產(chǎn)生危害。以往的飛行器熱分析主要針對有環(huán)控設(shè)備的載人飛行器,分析機載設(shè)備的熱環(huán)境及提供目標紅外特性所需的蒙皮溫度場,而長航時大型無人機在關(guān)注上述問題的同時,需解決蒙皮、燃油及燃油系統(tǒng)面臨的低溫問題。本文以大型無人機熱環(huán)境為研究背景,分析無人機內(nèi)外熱環(huán)境共同作用下的傳熱機制特性,建立流場和結(jié)構(gòu)耦合傳熱模型,開展不同條件下艙內(nèi)多體耦合系統(tǒng)三維非穩(wěn)態(tài)熱分析,對不同熱邊界作用下發(fā)動機艙及設(shè)備艙復(fù)雜流固耦合換熱、飛行過程中燃油消耗導(dǎo)致熱沉動態(tài)變化的傳熱問題進行研究,主要內(nèi)容包括:(1)基于網(wǎng)絡(luò)法的設(shè)備艙內(nèi)多體耦合系統(tǒng)三維非穩(wěn)態(tài)熱分析。針對不同特點的設(shè)備艙內(nèi)封閉系統(tǒng)和典型儀器設(shè)備,建立艙內(nèi)多體耦合系統(tǒng)及設(shè)備單體的熱網(wǎng)絡(luò)分析模型。通過將不同條件下蒙皮外表面高速對流換熱系數(shù)分布及對應(yīng)的當?shù)亟^熱溫度作為浮動第三類邊界條件,導(dǎo)入到Sinda/Fluint軟件中建立函數(shù)關(guān)系式,實現(xiàn)內(nèi)、外熱耦合,進行系統(tǒng)三維非穩(wěn)態(tài)傳熱計算。分析飛行過程中,航空器艙內(nèi)儀器、設(shè)備及氣流溫度場的變化規(guī)律,了解設(shè)備發(fā)熱、對流、導(dǎo)熱、輻射對艙內(nèi)熱環(huán)境的影響程度,以及各傳熱方式作用的影響;獲得高功率密度設(shè)備的溫升特性和控制因素,以及蒙皮與艙內(nèi)系統(tǒng)傳熱特性及其熱狀態(tài)對艙內(nèi)熱環(huán)境的影響。(2)基于控制容積法的發(fā)動機艙內(nèi)復(fù)雜形體的三維非穩(wěn)態(tài)熱分析。建立了飛行器發(fā)動機艙復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)流氣動對流換熱計算模型,通過將外部熱環(huán)境視為第三類浮動的熱邊界條件,實現(xiàn)內(nèi)、外熱環(huán)境耦合,采用ANSYS-CFX軟件進行發(fā)動機艙三維非穩(wěn)態(tài)輻射-對流耦合傳熱計算,分析影響蒙皮及艙內(nèi)結(jié)構(gòu)溫度的主要因素。(3)基于熱網(wǎng)絡(luò)法的燃油熱沉動態(tài)變化三維非穩(wěn)態(tài)傳熱分析。建立了飛行過程中燃油消耗導(dǎo)致熱沉動態(tài)變化的傳熱計算模型,采用分層動態(tài)網(wǎng)格處理燃油消耗導(dǎo)致的容積變化,采用Sinda/Fluint軟件進行油箱內(nèi)三維非穩(wěn)態(tài)耦合傳熱計算,分析影響燃油溫度的主要因素。通過建立大型無人機整體熱環(huán)境三維動態(tài)分析模型,采用數(shù)值模擬對不同熱邊界作用下的發(fā)動機艙及設(shè)備艙復(fù)雜流固耦合換熱問題、飛行過程中燃油消耗導(dǎo)致熱沉動態(tài)變化的傳熱問題進行研究,為無人機的研制設(shè)計提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 姜茂斌;飛機燃油熱負荷計算[J];飛機設(shè)計;1994年02期

2 崔曉鈺,翁建華,李美玲,劉劍軍;航天器內(nèi)儀器安裝板的熱分析計算[J];上海理工大學(xué)學(xué)報;2001年04期

3 戰(zhàn)乃巖;楊茉;徐沛巍;;封閉腔導(dǎo)熱輻射與自然對流耦合換熱的數(shù)值研究[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2010年09期

4 楊文華;童明炎;孫勝;;模塊式套管型隨堆輻照考驗裝置Ansys CFX熱工分析[J];核動力工程;2013年04期

5 邊疆;閆兆軍;;ANSYS CFX在電子機箱散熱中的應(yīng)用[J];機電元件;2014年05期

6 康振燁;劉振俠;任國哲;呂亞國;;基于MATLAB/Simulink的飛機燃油箱內(nèi)燃油溫度仿真計算[J];推進技術(shù);2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張宇;;關(guān)于飛機燃油系統(tǒng)中結(jié)冰問題的研究及試驗[A];大型飛機關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

，

本文編號：1179458