帶燒蝕效應的高超聲速氣動加熱計算技術.pdf

1、熱防護技術的突飛猛進，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)方案設計中的關鍵問題之一。
　　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的高超聲速氣動加熱計算技術，并完成了計算

2、程序編制和軟件設計，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基礎-單體復雜外形氣動加熱計算技術進行了簡要的介紹。該技術采用數(shù)值模擬與工程方法相結合的方法對高超聲速飛行器氣動加熱特性進行研究，耦合結構傳熱后，可對高超聲速飛行器氣動加熱與結構傳熱特性進行數(shù)值分析。
　　其次，針對本文研究的燒蝕效應，開展了燒蝕模型與計算技術的研究，提出了基于溫度分區(qū)的燒蝕效應的計算方法，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為基礎，結合本文發(fā)展的碳基材料燒蝕計算方法，編制了帶燒蝕效應的氣動加熱與結構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，開展了燒蝕過程中的熱流密度分布特性、防熱材料質量損失與結構溫度分布特性的計算與分析，并討論不同防熱材料和結構模型對氣動加熱的影響特性。結果表明本文提出的計算技術