皺褶芯材作為輕質(zhì),高比剛比強(qiáng)結(jié)構(gòu),具有易于制造、設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn),適用于先進(jìn)高超聲速飛行器的熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中曲線型皺褶芯材作為一種新構(gòu)型,具有比直線型皺褶芯材更優(yōu)異的機(jī)械性能,包括吸能、抗沖擊、承受動(dòng)載荷的能力等。由于其轉(zhuǎn)折處過(guò)渡光滑,在向其夾層結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)通入冷卻液時(shí),流體壓降損失較直線型皺褶芯材更低,較少的能量輸入即可獲得較優(yōu)的換熱能力,可節(jié)約壓力泵工作功耗。本文針對(duì)曲線型皺褶芯材夾層結(jié)構(gòu)在強(qiáng)迫對(duì)流條件下的換熱性能進(jìn)行研究,通過(guò)CFX軟件對(duì)其物理場(chǎng)進(jìn)行仿真,研究了壓力、速度、溫度場(chǎng)流體出入口效應(yīng)及周期性分布機(jī)理,量化分析了結(jié)構(gòu)內(nèi)特征點(diǎn)及特征折痕處溫度分布特征。在相同外加條件下對(duì)曲線型皺褶芯材夾層結(jié)構(gòu)與直線型皺褶芯材夾層結(jié)構(gòu)換熱性能進(jìn)行對(duì)比,引入換熱效率指標(biāo)η對(duì)二者進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)曲線型皺褶芯材換熱效率更高,經(jīng)濟(jì)性更優(yōu),可針對(duì)其換熱效率進(jìn)行優(yōu)化。隨后分析了入口速度邊界對(duì)結(jié)構(gòu)換熱性能及壓降損失的影響,根據(jù)結(jié)構(gòu)最高溫度隨冷卻液流速變化規(guī)律得到速度閾值作為后續(xù)優(yōu)化的前提條件。在此基礎(chǔ)之上,對(duì)芯材三個(gè)幾何參數(shù)H、L、W進(jìn)行優(yōu)化,將換熱效率最大、相對(duì)密度最小作為優(yōu)化目標(biāo),采用拉丁超立方抽樣進(jìn)行...

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1幾種飛行器中的熱防護(hù)系統(tǒng)

“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)的“謝幕”飛行標(biāo)志著發(fā)展期間，維護(hù)經(jīng)費(fèi)超支和安全隱患過(guò)大一直是其備受爭(zhēng)sableLanchVehicle,RLV），在起飛、升空、在軌運(yùn)行、再需要經(jīng)受各種嚴(yán)峻的環(huán)境考驗(yàn)，因此飛行過(guò)程中外部材料難以維護(hù)等一系列問(wèn)題均與熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)息息相關(guān)[2]防熱....

圖1.4主動(dòng)冷卻熱防護(hù)系統(tǒng)示意圖

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文apanapalli等[8]與Ravishankar等[13]提出一種代理模型，可模擬具有不同設(shè)計(jì)參數(shù)的約束，此時(shí)ITPS優(yōu)化變?yōu)閱文繕?biāo)、多變量、多約束的非線性優(yōu)化。Sharma等[14]將法使用在高精度模型上，創(chuàng)建了多精度響應(yīng)面，對(duì)波紋芯....

圖1.5皺褶芯材及芯材胞元示意圖

同上述波紋夾層板及點(diǎn)陣芯材夾層板結(jié)構(gòu)，皺褶芯材夾層板也是由較薄的上下面板與材相接而成，獨(dú)立的上下面板可以承載縱向力，而芯材可以承受剪切應(yīng)力，這使得結(jié)有較輕的質(zhì)量，又有較高的抗彎剛度[32]。迄今為止，有較多芯材材料受到研究人員的沫芯材、桁架芯材、波紋芯材、蜂窩芯材等，其中，皺褶芯....

圖1.6兩種不同構(gòu)型皺褶芯材成型原理圖

圖1.6兩種不同構(gòu)型皺褶芯材成型原理圖皺褶芯材這種異型芯材的概念被提出之后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其各方面的性能進(jìn)殊的構(gòu)型，使得它在隔熱、隔音等許多方面有著廣闊的前景[34]。另外，皺褶避免了蜂窩芯材夾層結(jié)構(gòu)中由于濕氣積聚而導(dǎo)致的腐蝕問(wèn)題[35]，如圖1.7所腔加以利用，在其中填充....

本文編號(hào)：3896114