發(fā)布時(shí)間：2017-09-28 21:13

  本文關(guān)鍵詞：浮空器氣囊熱特性分析研究

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【摘要】：浮空器滯空時(shí)間長(zhǎng)、生存能力強(qiáng),在科學(xué)研究、民事、軍事等領(lǐng)域內(nèi)有廣泛應(yīng)用前景。浮空器氣囊熱特性變化關(guān)乎氣囊的氣密性,氣囊氣密性決定著浮空器的滯空時(shí)間,因此研究氣囊熱特性變化對(duì)浮空器設(shè)計(jì)工作有著重要作用。本文以單氣囊球形浮空器為研究對(duì)象,運(yùn)用理論公式計(jì)算、數(shù)值仿真模擬、試驗(yàn)研究等方法對(duì)不同工況下單氣囊球形浮空器的氣囊熱特性進(jìn)行了研究。本文針對(duì)填充氣體未泄漏氣囊的熱特性問(wèn)題,研究了氣囊在不同工況下的復(fù)雜傳熱行為。建立了與氣囊熱特性有關(guān)的大氣環(huán)境模型、對(duì)流換熱模型和輻射傳熱模型,綜合考慮外界復(fù)雜環(huán)境,通過(guò)傳熱學(xué)公式計(jì)算出了氣囊與外界環(huán)境之間的平均對(duì)流換熱系數(shù)以及收到的外界輻射量。借助有限元軟件FLUENT進(jìn)行氣囊熱特性數(shù)值模擬,研究了氣囊在不同工況下的熱特性,分析了不同季節(jié)、不同地域、不同風(fēng)速、不同氣囊蒙皮材料熱輻射參數(shù)以及不同海拔高度、升空過(guò)程對(duì)氣囊熱特性的影響規(guī)律。采用極差分析法,研究了定點(diǎn)高度、氣囊蒙皮材料吸收率和材料發(fā)射率對(duì)氣囊熱特性(氣囊表面平均溫度最高值Tmax和表面最大溫差△Tmax)的影響程度。采用逐步回歸分析法,建立了定點(diǎn)高度、氣囊蒙皮材料吸收率和材料發(fā)射率與氣囊熱特性之間的數(shù)學(xué)方程,為浮空器氣囊熱特性的理論研究提供了一種新思路。在浮空器氣囊試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了不同初始環(huán)境溫度下氣囊熱特性試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與同條件下數(shù)值模擬結(jié)果之間的對(duì)比,間接驗(yàn)證了氣囊熱特性數(shù)值模擬方法的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：浮空器 氣囊熱特性 數(shù)值模擬 逐步回歸分析
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V27
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 浮空器簡(jiǎn)介15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外浮空器的發(fā)展現(xiàn)狀及研究進(jìn)展16-19
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外浮空器的發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外浮空器的研究進(jìn)展18-19
• 1.3 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 浮空器氣囊熱特性數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)21-32
• 2.1 氣囊的傳熱行為21-22
• 2.2 大氣環(huán)境模型22-25
• 2.3 氣囊對(duì)流換熱模型25-27
• 2.3.1 空氣和氦氣的熱物性參數(shù)25-26
• 2.3.2 球形氣囊對(duì)流換熱公式26-27
• 2.4 氣囊輻射模型27-29
• 2.5 CFD技術(shù)介紹及FLUENT軟件簡(jiǎn)介29-30
• 2.5.1 CFD技術(shù)及特點(diǎn)29-30
• 2.5.2 Fluent軟件簡(jiǎn)介30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 球形浮空器氣囊熱特性分析32-52
• 3.1 氣囊熱特性數(shù)值模擬32-36
• 3.1.1 模型建立及網(wǎng)格劃分32
• 3.1.2 材料設(shè)置32-33
• 3.1.3 邊界條件設(shè)置33-36
• 3.2 定點(diǎn)過(guò)程模擬36-46
• 3.2.1 不同季節(jié)氣囊熱特性變化規(guī)律36-40
• 3.2.2 不同地域氣囊熱特性變化規(guī)律40-41
• 3.2.3 不同風(fēng)速時(shí)氣囊熱特性變化規(guī)律41-43
• 3.2.4 不同蒙皮材料時(shí)氣囊熱特性變化規(guī)律43-46
• 3.3 非定點(diǎn)過(guò)程模擬46-51
• 3.3.1 不同定點(diǎn)高度時(shí)氣囊熱特性變化規(guī)律46-48
• 3.3.2 升空過(guò)程中氣囊熱特性變化規(guī)律48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 浮空器氣囊熱特性數(shù)學(xué)建模和分析52-65
• 4.1 正交試驗(yàn)52-53
• 4.2 回歸分析53-54
• 4.3 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)54-64
• 4.3.1 試驗(yàn)結(jié)果極差分析55-56
• 4.3.2 逐步回歸分析56-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 浮空器氣囊熱特性試驗(yàn)65-72
• 5.1 浮空器氣囊熱特性試驗(yàn)臺(tái)65-67
• 5.2 氣囊熱特性試驗(yàn)67-68
• 5.2.1 試驗(yàn)過(guò)程67-68
• 5.2.2 試驗(yàn)存在誤差分析68
• 5.3 試驗(yàn)條件下氣囊熱特性模擬68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 全文總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文工作總結(jié)72-73
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)73
• 6.3 今后工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況77

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