高超音速飛行器在運(yùn)行過程中經(jīng)歷復(fù)雜的空間氣動(dòng)摩擦傳熱,使其表面溫度劇烈升高,紅外輻射強(qiáng)度逐漸增大。飛行器紅外輻射特性是空間紅外探測(cè)識(shí)別及跟蹤的重要依據(jù),因此,降低飛行器表面紅外輻射強(qiáng)度就顯得尤為重要。液氮冷屏蔽技術(shù)利用制冷劑相變吸收大量熱量的原理來降低目標(biāo)表面的紅外輻射強(qiáng)度,其內(nèi)部制冷涉及到低溫液體蒸發(fā)制冷和節(jié)流制冷兩個(gè)重要過程。目前缺乏空間復(fù)雜環(huán)境下多目標(biāo)冷屏系統(tǒng)在近三相點(diǎn)節(jié)流制冷所需要的基礎(chǔ)理論支持,因此,多目標(biāo)冷屏系統(tǒng)在空間中段運(yùn)行的研究具有重要意義。多目標(biāo)飛行器在空間中段運(yùn)行分為兩個(gè)階段,即母艙攜帶多個(gè)子目標(biāo)飛行器運(yùn)行至最大高度后釋放子目標(biāo)飛行器,子目標(biāo)飛行器脫離母艙后繼續(xù)按照預(yù)定軌道運(yùn)行。首先,本文設(shè)計(jì)了兩種不同的多目標(biāo)冷屏蔽結(jié)構(gòu)形式,一種是母艙攜帶多個(gè)子目標(biāo)在空間運(yùn)行,頂部設(shè)置制冷劑出口;一種是母艙攜帶多個(gè)子目標(biāo)在空間運(yùn)行,底部設(shè)置環(huán)形底盤的制冷劑出口。為了揭示在空間中段運(yùn)行過程中影響多目標(biāo)冷屏系統(tǒng)在近三相點(diǎn)時(shí)各物性參數(shù)的變化規(guī)律,首先,本文針對(duì)兩種模型在改變制冷劑進(jìn)口流速、制冷劑的進(jìn)口狀態(tài)以及制冷劑出口口徑的工況進(jìn)行研究,得出兩種冷屏結(jié)構(gòu)在不同工況下的系統(tǒng)參數(shù)分布變化規(guī)律... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 多目標(biāo)空間飛行器
        1.1.2 紅外隱身技術(shù)
        1.1.3 空間冷屏蔽系統(tǒng)
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 空間低溫技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 紅外隱身技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究本課題的來源
    1.4 研究本課題的意義
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 液氮在冷屏系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)蒸發(fā)模型
    2.1 系統(tǒng)表面熱流密度
    2.2 冷屏系統(tǒng)工作原理
        2.2.1 液體蒸發(fā)制冷
        2.2.2 節(jié)流制冷原理
    2.3 三相點(diǎn)時(shí)氣液兩相流的相關(guān)參數(shù)
        2.3.1 三相點(diǎn)
        2.3.2 氣液兩相流主要參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
3 液氮三相點(diǎn)制冷流體流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法
    3.1 Solid Works軟件介紹
    3.2 CFD概述及ANSYS Fluent軟件介紹
        3.2.1 CFD概述
        3.2.2 Ansys Fluent軟件概述
    3.3 混合模型
        3.3.1 混合模型的控制方程
        3.3.2 湍流模型
    3.4 本章小結(jié)
4 多目標(biāo)冷屏系統(tǒng)空間運(yùn)行狀態(tài)模擬
    4.1 頂部設(shè)置出口
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 模型簡(jiǎn)化及其示意圖
        4.1.3 模型建立及網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        4.1.4 進(jìn)口流速的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
        4.1.5 氮?dú)膺M(jìn)口狀態(tài)的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
        4.1.6 出口口徑的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
    4.2 底部設(shè)置出口
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 模型簡(jiǎn)化及其示意圖
        4.2.3 模型建立及網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        4.2.4 進(jìn)口流速的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
        4.2.5 氮?dú)膺M(jìn)口狀態(tài)的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
        4.2.6 出口口徑的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
    4.3 兩種模型對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
5 單目標(biāo)冷屏系統(tǒng)空間運(yùn)行狀態(tài)數(shù)值模擬
    5.1 模型簡(jiǎn)化及其示意圖
    5.2 模型建立及網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
    5.3 進(jìn)口流速的改變對(duì)各參數(shù)分布的影響
    5.4 各時(shí)間段表面溫度變化
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 研究工作的總結(jié)
    6.2 研究工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]飛機(jī)成像目標(biāo)的紅外隱身效果評(píng)估[J]. 王超哲,李慎波,黃聰會(huì),柴世杰,賈文銅.  紅外與激光工程. 2019(10)
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[3]NASA低溫推進(jìn)劑長(zhǎng)期在軌貯存與傳輸技術(shù)驗(yàn)證及啟示[J]. 張少華,曹嶺,劉海飛,賁勛,申麟.  導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2017(03)
[4]CFD技術(shù)發(fā)展及其在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 羅磊,高振勛,蔣崇文.  航空制造技術(shù). 2016(20)
[5]飛行器紅外隱身技術(shù)發(fā)展分析[J]. 任鵬飛.  飛航導(dǎo)彈. 2016(08)
[6]地面及微重力條件下低溫貯箱內(nèi)相變和傳熱的數(shù)值仿真[J]. 李佳超,梁國(guó)柱.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]現(xiàn)代隱身技術(shù)的發(fā)展[J]. 張鈺涵,姜文.  電子科技. 2016(03)
[8]低溫推進(jìn)劑貯箱壓力變化的CFD仿真[J]. 陳亮,梁國(guó)柱,魏一,胡煒.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(06)
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[10]國(guó)外戰(zhàn)略導(dǎo)彈多彈頭分導(dǎo)技術(shù)及其發(fā)展[J]. 范瑞祥,張兵,張曙輝.  導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2013(05)

博士論文
[1]基于冷屏和隱身薄膜的熱源目標(biāo)紅外隱身研究[D]. 王子君.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]高真空、微重力、冷背景下近三相點(diǎn)多相流數(shù)值模擬研究[D]. 郭舜之.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]紅外制冷探測(cè)器高效冷屏的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 張嫻婧.浙江大學(xué) 2017
[3]空間目標(biāo)紅外輻射特性測(cè)量方法研究[D]. 郭漢洲.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2016
[4]近三相點(diǎn)氮分子固體/液體的低溫紅外吸收特性研究[D]. 曹山.西南科技大學(xué) 2016
[5]冷屏蔽系統(tǒng)相變制冷模擬研究[D]. 吳北民.蘭州理工大學(xué) 2011
[6]突防措施下中段彈頭的紅外輻射特性分析[D]. 姚曉蕾.南京理工大學(xué) 2010
[7]飛行器冷罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特性分析[D]. 柴玉強(qiáng).南京理工大學(xué) 2008
[8]冷罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)力分析[D]. 范燕萍.南京理工大學(xué) 2007
[9]液氮冷屏蔽罩換熱機(jī)理研究[D]. 楊昌寶.南京理工大學(xué) 2007
[10]8～14μm低發(fā)射率紅外隱身涂料研究[D]. 程從亮.南京工業(yè)大學(xué) 2005



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