帶燒蝕效應(yīng)的高超聲速氣動加熱計算技術(shù).pdf

1、熱防護技術(shù)的突飛猛進，極大地促進了高超聲速飛行器的發(fā)展，與密不可分。隨著高超聲速飛行器的迅速發(fā)展，表面熱環(huán)境越來越嚴苛，早期的熱防護材料已經(jīng)不再勝任高超聲速飛行器的熱防護系統(tǒng)設(shè)計，而逐步被碳—碳復合材料所取代。熱防護材料在再入過程中發(fā)生燒蝕會對氣動加熱產(chǎn)生顯著的影響，是先進熱防護系統(tǒng)方案設(shè)計中的關(guān)鍵問題之一。
　　為了快速準確預測防熱材料發(fā)生燒蝕情況下的氣動加熱特性，本文提出了一種帶燒蝕效應(yīng)的高超聲速氣動加熱計算技術(shù)，并完成了計算

2、程序編制和軟件設(shè)計，并對典型外形進行了數(shù)值模擬與分析。
　　首先，對本文開展研究的技術(shù)基礎(chǔ)-單體復雜外形氣動加熱計算技術(shù)進行了簡要的介紹。該技術(shù)采用數(shù)值模擬與工程方法相結(jié)合的方法對高超聲速飛行器氣動加熱特性進行研究，耦合結(jié)構(gòu)傳熱后，可對高超聲速飛行器氣動加熱與結(jié)構(gòu)傳熱特性進行數(shù)值分析。
　　其次，針對本文研究的燒蝕效應(yīng)，開展了燒蝕模型與計算技術(shù)的研究，提出了基于溫度分區(qū)的燒蝕效應(yīng)的計算方法，該方法可以準確模擬工程實際中熱防護

3、系統(tǒng)材料燒蝕特性。
　　再次，以單體氣動加熱計算技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合本文發(fā)展的碳基材料燒蝕計算方法，編制了帶燒蝕效應(yīng)的氣動加熱與結(jié)構(gòu)傳熱計算程序和軟件更新，采用典型外形算例進行了計算技術(shù)驗證。
　　最后，針對假定的高超聲速巡航飛行器發(fā)生燒蝕的狀態(tài)，采用本文發(fā)展的計算技術(shù)，開展了燒蝕過程中的熱流密度分布特性、防熱材料質(zhì)量損失與結(jié)構(gòu)溫度分布特性的計算與分析，并討論不同防熱材料和結(jié)構(gòu)模型對氣動加熱的影響特性。結(jié)果表明本文提出的計算技術(shù)