【摘要】：高超聲速飛行器研制中,對氣動加熱的研究是十分關(guān)鍵的。本文針對高超聲速氣動熱環(huán)境,著重研究了氣動熱的數(shù)值預(yù)示方法和飛行試驗中的在線辨識方法。本文首先對氣動熱的數(shù)值預(yù)示手段展開研究,詳細介紹了氣動熱數(shù)值計算的流程與方法。應(yīng)用數(shù)值仿真手段對典型外形的表面氣動熱進行計算,并與實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證。然后研究了表面熱流辨識技術(shù),針對簡單一維熱傳導(dǎo),建立相應(yīng)的辨識模型和算法,設(shè)計典型的熱流加載形式進行仿真,并在考慮測量誤差條件下對算法的抗噪性進行驗證。針對三維熱流辨識,在一維辨識基礎(chǔ)上引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正方案,設(shè)計算例驗證了三維效應(yīng)修正方法的有效性�？紤]實際高超聲速飛行中的復(fù)雜熱流環(huán)境,開展流固耦合氣動熱環(huán)境辨識。分別針對鈍頭體和平板凸起物兩個典型外形,通過流固耦合傳熱的非定常計算,得到結(jié)構(gòu)表面的氣動熱變化和內(nèi)壁溫度變化,將熱流辨識的方法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)嚴重受熱區(qū)域的氣動熱辨識。本文的仿真算例驗證結(jié)果表明所建立的高超聲速氣動熱數(shù)值預(yù)示方法和在線辨識模型算法是準確有效的,對于工程應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖１．３邋Ｒｅｅｎｔｒｙ－Ｆ飛行器及溫度測點布置逡逑］考慮材料熱物性參數(shù)隨時間變化的特性，對相應(yīng)的非線性熱傳導(dǎo)逆和共軛梯度法。正對兩種辨識方法進行了算例驗證，結(jié)果表明兩種出較好的結(jié)果，并且算法有較好的抗噪性。逡逑１應(yīng)用Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正則化方法求解了非線性熱傳導(dǎo)反問題，Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正有源項的一維熱傳導(dǎo)多宗量參數(shù)的辨識，包括導(dǎo)熱系數(shù)和邊界條測量噪聲條件下，設(shè)計算例進行仿真，并且也研究了不同正則化項結(jié)果表明所建立的辨識方法具有較高的精度和抗噪性能，并且當(dāng)Ｂｒ為正則化項時，計算效率也有很大的提高。逡逑］針對同軸熱電偶測熱特點，在軸對稱傳熱模型基礎(chǔ)上應(yīng)用共軛梯度一套準確的，魯棒的測量數(shù)據(jù)處理方法。設(shè)計四種典型的熱流加載算法的精度和穩(wěn)定性。進一步地，進行了驗證試驗，分析了安裝同文中的結(jié)果皆表明利用辨識手段處理實驗數(shù)據(jù)能很好地提高試驗精

控制方程的離散方法主要是有限差分法（ＦｉｎｉｔｎｉｅｌＶＩｅｔｌｉｏｄ）。有限差分方法通過差分方程來近似網(wǎng)格節(jié)點上定義物理量。有限體積法基于積分的守恒來描述計算網(wǎng)格定義的每個控制體。有方法，因為其相較有限差分法而言，，推導(dǎo)過程加明確，在幾何守恒方面有更精確的保證，并有限體積法將物理參數(shù)定義在計算網(wǎng)格的中心三個守恒量（質(zhì)量，動量，能量）的變化等于的控制體＾１，將控制方程進行體積分，可以＋邋士［１１／邋—－士邐—＝邋0稱作時間導(dǎo)數(shù)項，無粘項，有粘項。逡逑１邋Ａ４ｌ邐ｉ．ｌｊ：１邋上邋ｄ逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V211

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