隨著飛行器功能的多元化發(fā)展以及電子技術(shù)的不斷革新,機艙內(nèi)的電子設(shè)備也向著集成化與小型化這一方向發(fā)展,容易出現(xiàn)溫度過高進而導(dǎo)致電子設(shè)備失效的情況,沖擊射流冷卻作為一種行之有效的方法既能保證機載設(shè)備的正常運行也能夠弱化紅外輻射強度,因而研究沖擊射流對飛行器表面與艙內(nèi)的冷卻效果具有重要意義。目前工程上的飛行器數(shù)值計算往往效率低下,因此有必要研究相應(yīng)的溫度預(yù)測模型實現(xiàn)飛行器溫度的快速預(yù)測,提高數(shù)值模擬的效率,這在工程計算上有著重要的應(yīng)用價值。本文以某型飛機為研究對象,基于所建立的氣動熱計算模型、內(nèi)外耦合計算模型、沖擊射流一體化計算模型,結(jié)合飛機溫度場分析的數(shù)理模型與數(shù)值計算方法,對不同工況下全機氣動對流換熱、蒙皮溫度場以及艙內(nèi)溫度場進行了計算研究。分析了蒙皮外部對流換熱特性,將所得到的浮動熱邊界條件與熱網(wǎng)絡(luò)法相結(jié)合,完成了不含沖擊射流情況下飛機內(nèi)外熱環(huán)境耦合作用下的計算,并將計算結(jié)果作為沖擊射流一體化計算的初始條件,進一步完成了沖擊射流冷卻情況下蒙皮與艙內(nèi)溫度場的計算,分析了蒙皮開口情況下沖擊射流對飛機蒙皮與各艙段溫度的影響以及不同飛行包線下蒙皮與各艙段溫度的變化規(guī)律。最后對沖擊射流一體化計算... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛機整體熱環(huán)境與傳熱方式示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文飛機溫度場的數(shù)值模擬涉及到多門學(xué)科，例如導(dǎo)熱與流動換熱的模擬需要計算傳熱學(xué)的基本原理、空氣流動狀態(tài)的模擬需要依據(jù)計算流體力學(xué)的基本、輻射的模擬需要依據(jù)計算熱輻射學(xué)的基本原理等，因而在求解飛機溫度場將多門學(xué)科的數(shù)值計算原理進行結(jié)合。飛機的幾何結(jié)構(gòu)與多維傳熱過程極為，并且所研究飛機蒙皮具有開口，因而會伴隨有沖擊射流效應(yīng)，進而使得溫的數(shù)值計算更為復(fù)雜，需采取一體化計算才能得到較為準確的結(jié)果。但目前算設(shè)備硬件與軟件實現(xiàn)一體化的數(shù)值模擬非常耗時，為了保證求解的穩(wěn)定性高計算效率，本文先通過計算得到了飛機氣動換熱特性，對計算結(jié)果進行提到的浮動熱邊界條件，基于該邊界條件采用熱網(wǎng)絡(luò)法完成了不含沖擊射流情飛機內(nèi)外熱環(huán)境耦合作用時的計算，并將計算結(jié)果作為沖擊射流一體化計算始條件，進一步完成了沖擊射流冷卻情況下蒙皮與艙內(nèi)溫度場的計算，具體 2-2 所示。

圖 2-3 某型飛機氣動外形數(shù)模 圖 2-4 可進行網(wǎng)格劃分的數(shù)模2.4.2 內(nèi)外耦合計算模型構(gòu)建基于修復(fù)完成的氣動外形數(shù)模，將 ANSYS ICEM 與 Sinda/Fluint 進行結(jié)合，對內(nèi)外耦合計算的熱網(wǎng)絡(luò)模型進行構(gòu)建。建立完成的熱網(wǎng)絡(luò)模型包含有氣動外形數(shù)模與艙內(nèi)機載設(shè)備，如圖 2-5 所示。


本文編號：3433560