發(fā)布時(shí)間：2022-02-17 14:57

　　隨著航天事業(yè)的日新月異,對(duì)于航天器的熱防護(hù)要求越來越高。由于航天器在發(fā)射以及再入過程中處于劇烈的氣動(dòng)加熱環(huán)境,必須要用熱防護(hù)材料加以保護(hù),其中樹脂基熱防護(hù)材料由于綜合熱防護(hù)性能好、燒蝕外形變化不大、易于制作等優(yōu)點(diǎn),得到了較為廣泛的應(yīng)用。在熱防護(hù)材料的研究中,地面試驗(yàn)和模擬分析是兩項(xiàng)重要的手段,其中數(shù)值模擬分析易于操作,可以有效配合試驗(yàn)深入研究各種物理化學(xué)現(xiàn)象與機(jī)制,受到了充分的重視。由于熱防護(hù)材料的熱防護(hù)機(jī)理和參數(shù)影響規(guī)律還不清楚,本文采用數(shù)值方法分析了熱防護(hù)材料的燒蝕傳熱機(jī)理,重點(diǎn)研究熱防護(hù)材料的熱響應(yīng)特性,以及影響熱防護(hù)材料性能的關(guān)鍵因素,為材料的選取及設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。首先,在對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有模型改進(jìn)的基礎(chǔ)上,本文建立了包括燒蝕面、碳化層、熱解層、原始層的材料熱響應(yīng)一維綜合分析模型,該模型和國外相對(duì)成熟的模型吻合得很好,與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比顯示精度良好。通過該模型,本文在移動(dòng)邊界和變化網(wǎng)格的情況下,分析了熱防護(hù)材料燒蝕傳熱過程的傳熱特性,得出了材料的熱響應(yīng)規(guī)律,發(fā)現(xiàn)熱解層厚度不可忽略,而熱解氣體流動(dòng)以及引射效應(yīng)十分重要。隨后,本文利用上述模型對(duì)樹脂基熱防護(hù)材料燒蝕過程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了敏感性... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 應(yīng)用背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱防護(hù)材料燒蝕傳熱試驗(yàn)
        1.2.2 熱防護(hù)材料燒蝕傳熱模型分析
        1.2.3 關(guān)鍵參數(shù)影響與參數(shù)反演預(yù)測
    1.3 本文主要工作
第二章 樹脂基熱防護(hù)材料燒蝕傳熱模型及分析
    2.1 本章簡介
    2.2 樹脂基熱防護(hù)材料分析模型
        2.2.1 熱響應(yīng)模型
        2.2.2 邊界條件處理
        2.2.3 數(shù)值模擬方法和過程
    2.3 模型驗(yàn)證
        2.3.1 與成熟的模型程序驗(yàn)證
        2.3.2 與試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 樹脂基熱防護(hù)材料關(guān)鍵影響參數(shù)及熱效應(yīng)分析
    3.1 本章簡介
    3.2 參數(shù)對(duì)于熱防護(hù)性能的影響
        3.2.1 材料密度
        3.2.2 材料熱導(dǎo)率
        3.2.3 材料比熱容
        3.2.4 熱解潛熱
        3.2.5 熱解溫度
        3.2.6 初始溫度
        3.2.7 材料厚度
    3.3 敏感性分析
    3.4 熱效應(yīng)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于溫度數(shù)據(jù)的熱物性參數(shù)反演預(yù)測
    4.1 本章簡介
    4.2 反演預(yù)測方法
    4.3 熱物性預(yù)測結(jié)果
        4.3.1 采用模擬數(shù)據(jù)反演的結(jié)果
        4.3.2 采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反演的結(jié)果
        4.3.3 反演參數(shù)對(duì)模擬分析的作用
    4.4 本章小結(jié)
第五章 熱防護(hù)材料無量綱準(zhǔn)則與一般規(guī)律研究
    5.1 本章簡介
    5.2 無量綱分析方法
    5.3 無量綱準(zhǔn)則
        5.3.1 材料3
        5.3.2 材料4
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄 符號(hào)表
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]熱解氣體流動(dòng)的二維燒蝕熱防護(hù)數(shù)值仿真研究[J]. 張濤.  宇航學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]三維燒蝕內(nèi)部熱響應(yīng)數(shù)值計(jì)算研究[J]. 張濤,孫冰.  宇航學(xué)報(bào). 2012(03)
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博士論文
[1]防熱復(fù)合材料燒蝕行為的數(shù)值模擬[D]. 楊德軍.蘭州理工大學(xué) 2013
[2]硅橡膠基絕熱材料及其熱化學(xué)燒蝕機(jī)理研究[D]. 楊棟.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3629610