發(fā)布時(shí)間：2020-04-03 05:37

【摘要】：在熱防護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際服役過(guò)程中,由于材料和結(jié)構(gòu)的不確定性往往會(huì)導(dǎo)致計(jì)算模型得出不合理的結(jié)果。這是因?yàn)槟Ｐ筒荒苷鎸?shí)地模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)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(shí)際服役的時(shí)候才能夠真正的獲得。目前熱防護(hù)研究中模擬與試驗(yàn)基本上都是靜態(tài)、串行的,二者之間并未高效地結(jié)合起來(lái)。將模擬與實(shí)際試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)連接、利用動(dòng)態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行在線模擬和評(píng)估,更新結(jié)構(gòu)狀態(tài)并參與任務(wù)決策的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法是實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)水平突破提升的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。本文將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)(Dynamic Data Driven Application System,DDDAS)的概念引入到熱防護(hù)系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)中,以陶瓷隔熱瓦這種典型熱防護(hù)系統(tǒng)為研究對(duì)象,重在探索模擬與測(cè)試間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)機(jī)制,開(kāi)展高溫環(huán)境下的在線分析與評(píng)價(jià)方法研究,揭示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的引入對(duì)結(jié)構(gòu)熱響應(yīng)的影響與作用規(guī)律,具有現(xiàn)實(shí)的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。首先,設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)。構(gòu)建“傳感數(shù)據(jù)-在線模型-試驗(yàn)系統(tǒng)”三者的總體數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)邏輯框架;建立在線快速計(jì)算模型,針對(duì)材料性能的高溫非線性問(wèn)題,引入基爾霍夫變換將其變?yōu)榫�性問(wèn)題,利用隱式有限差分法進(jìn)行數(shù)值求解并驗(yàn)證模型的有效性;搭建整體試驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)運(yùn)行的控制算法。其次,對(duì)結(jié)構(gòu)熱響應(yīng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證與精度分析。開(kāi)展不同載荷狀態(tài)下的熱響應(yīng)測(cè)試,分析了傳熱模型網(wǎng)格精度、傳感器數(shù)量、數(shù)據(jù)采集間隔和預(yù)報(bào)時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)預(yù)報(bào)精度的影響,驗(yàn)證了模型對(duì)不同熱流載荷的適用性,體現(xiàn)了在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式下的熱響應(yīng)分析與預(yù)報(bào)精度的優(yōu)勢(shì)。最后,對(duì)陶瓷隔熱瓦進(jìn)行了意外超載與周期載荷兩類(lèi)工況下的熱響應(yīng)試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中兩個(gè)層面的在線決策與反饋控制:對(duì)測(cè)量行為的控制,根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果改變傳感器數(shù)量、數(shù)據(jù)采集間隔和模型網(wǎng)格精度等;對(duì)試驗(yàn)載荷的控制,如果預(yù)報(bào)結(jié)果超出安全閾值后改變?cè)囼?yàn)載荷,保證結(jié)構(gòu)可靠性。通過(guò)算法改進(jìn)、數(shù)據(jù)傳輸策略調(diào)整探索高效、穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
【圖文】：

圖 1-1 波紋夾芯一體化熱防護(hù)結(jié)構(gòu)[6,7] 1-1 的熱短路效應(yīng)，蘭利研究中心[8,9]提出了大面積鏤空來(lái)減少熱短路的影響，在腹板上布。但是由于復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)參數(shù)復(fù)雜。

改進(jìn)波紋夾芯一體化熱防護(hù)結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V445.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊強(qiáng);解維華;彭祖軍;孟松鶴;杜善義;;熱防護(hù)設(shè)計(jì)分析技術(shù)發(fā)展中的新概念與新趨勢(shì)[J];航空學(xué)報(bào);2015年09期

2 楊強(qiáng);解維華;孟松鶴;杜善義;李勇霞;;復(fù)合材料多尺度分析方法與典型元件拉伸損傷模擬[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2015年03期

3 宋筱軒;馮天恒;黃平捷;侯迪波;張光新;;基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的突發(fā)水污染事故仿真方法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年01期

4 朱林;方勝良;吳付祥;吳志建;;基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的多UAV實(shí)時(shí)任務(wù)規(guī)劃[J];火力與指揮控制;2014年10期

5 孟松鶴;丁小恒;易法軍;朱燕偉;解維華;;高超聲速飛行器表面測(cè)熱技術(shù)綜述[J];航空學(xué)報(bào);2014年07期

6 解維華;霍施宇;楊強(qiáng);杜，

本文編號(hào)：2613001