【摘要】：在熱防護系統(tǒng)的實際服役過程中,由于材料和結構的不確定性往往會導致計算模型得出不合理的結果。這是因為模型不能真實地模擬實際結構的物理行為,一些模擬條件(初始條件、邊界條件和載荷等)只有在系統(tǒng)實際服役的時候才能夠真正的獲得。目前熱防護研究中模擬與試驗基本上都是靜態(tài)、串行的,二者之間并未高效地結合起來。將模擬與實際試驗系統(tǒng)進行動態(tài)的數據連接、利用動態(tài)測試數據進行在線模擬和評估,更新結構狀態(tài)并參與任務決策的動態(tài)數據驅動方法是實現熱防護水平突破提升的一個發(fā)展趨勢。本文將動態(tài)數據驅動應用系統(tǒng)(Dynamic Data Driven Application System,DDDAS)的概念引入到熱防護系統(tǒng)的分析評價中,以陶瓷隔熱瓦這種典型熱防護系統(tǒng)為研究對象,重在探索模擬與測試間動態(tài)數據驅動的框架設計與實現機制,開展高溫環(huán)境下的在線分析與評價方法研究,揭示動態(tài)數據驅動的引入對結構熱響應的影響與作用規(guī)律,具有現實的理論意義和廣闊的應用前景。首先,設計動態(tài)數據驅動應用系統(tǒng)框架結構。構建“傳感數據-在線模型-試驗系統(tǒng)”三者的總體數據驅動邏輯框架;建立在線快速計算模型,針對材料性能的高溫非線性問題,引入基爾霍夫變換將其變?yōu)榫�性問題,利用隱式有限差分法進行數值求解并驗證模型的有效性;搭建整體試驗平臺,設計了系統(tǒng)運行的控制算法。其次,對結構熱響應的動態(tài)數據驅動分析方法進行試驗驗證與精度分析。開展不同載荷狀態(tài)下的熱響應測試,分析了傳熱模型網格精度、傳感器數量、數據采集間隔和預報時間長度對預報精度的影響,驗證了模型對不同熱流載荷的適用性,體現了在動態(tài)數據驅動模式下的熱響應分析與預報精度的優(yōu)勢。最后,對陶瓷隔熱瓦進行了意外超載與周期載荷兩類工況下的熱響應試驗,實現了系統(tǒng)在試驗過程中兩個層面的在線決策與反饋控制:對測量行為的控制,根據預報結果改變傳感器數量、數據采集間隔和模型網格精度等;對試驗載荷的控制,如果預報結果超出安全閾值后改變試驗載荷,保證結構可靠性。通過算法改進、數據傳輸策略調整探索高效、穩(wěn)定的動態(tài)數據驅動實現機制。
【圖文】：

圖 1-1 波紋夾芯一體化熱防護結構[6,7] 1-1 的熱短路效應，蘭利研究中心[8,9]提出了大面積鏤空來減少熱短路的影響，在腹板上布。但是由于復雜的內部結構，導致設計參數復雜。

改進波紋夾芯一體化熱防護結構
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V445.1

【參考文獻】

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本文編號：2613001