李树民
,
张树海
,
朱国林
,
桂业伟
工程热物理学报
本文给出了QUICK格式在非均匀网格下近边界点与内点的统一形式,数值实验表明该格式提高了数值计算精度,但应用时需注意格式稳定性与网格Peclet数的关系;此外,通过数值实验,研究了用虚拟压缩方法计算低雷诺数传热问题时虚拟压缩因子的选取,并给出了一系列虚拟压缩因子的选择值.
关键词:
QUICK格式
,
网格Peclet数
,
虚拟压缩因子
王安龄
,
桂业伟
,
贺立新
,
耿湘人
,
金玲
工程热物理学报
本文提出采用非均匀防热材料进行高超声速飞行器防热设计的设想,设计出外层部分为抗烧蚀、抗剪切的紧密结构材料,内层为密度轻、隔热效率高的稀松材料,中间为逐渐过渡层的非均匀防热材料,数值模拟了非均匀防热材料的烧蚀防热情况,探讨了非均匀防热材料在飞行器防热设计中应用的可行性和防热效果,通过本文研究发现采用非均匀防热材料可以降低原始材料质量消耗,大大减轻防热结构重量,减少向内部结构传导的热量,降低内部结构的温升,这些优点显示了非均匀防热材料具有很高的防热效率和广阔的应用前景.
关键词:
非均匀材料
,
热防护
,
烧蚀
刘磊
,
桂业伟
,
杜雁霞
,
耿湘人
,
王安龄
工程热物理学报
高速飞行会让飞行器结构承受大量的气动加热从而导致结构温度或应力失效,高超声速飞行器设计过程中通常需要进行结构考核试验.受风洞设备能力限制,试验模型尺寸、来流条件等方面与实际飞行条件存在很大差异.对真实模型进行缩放处理后进行风洞热结构考核,并通过相似关系转换获得真实飞行器结构温度情况,为飞行器防热布局设计提供有效数据支撑,有着迫切需求.本文通过热传导方程对模型相似参数进行讨论,并根据风洞试验实际边界情况进行了讨论研究.获得了具有针对性的相似准则关系.最后,经过对提出的相似参数进行的算例考核计算和初步分析,验证了该相似准则的正确性.
关键词:
风洞热结构考核
,
相似准则
,
温度场
曾磊
,
桂业伟
,
贺立新
,
孔荣宗
,
王安龄
工程热物理学报
同轴热电偶热流传感器进行热流测量是风洞试验热流测量的一种非常重要的手段.应用二维轴对称热传导理论,结合横向传热影响、表面温升对热流的耦合影响、流场建立初始阶段来流对传感器表面温升的影响等因素,为激波风洞同轴热电偶热流传感器的数据处理方法建立了两套方案,为进一步提高测热精度提供了技术途径.
关键词:
同轴热电偶热流传感器
,
数据处理
,
准定常
,
热传导
王安龄
,
桂业伟
,
唐伟
,
金玲
工程热物理学报
对再入热走廊的物理含义进行了定义分析,为使防热层温度不超过热防护系统所允许使用的极限温度,可重复使用飞行器的飞行轨道必须在再入走廊热之内.建立了可重复使用飞行器再入热走廊的物理模型,给出该物理模型下热走廊的控制方程和求解方法.通过对航天飞机轨道器典型位置的再入热走廊与传统方法的验证分析,说明本文建立的可重复使用飞行器再入热走廊物理模型和求解方法是正确的,同时探讨了表面材料承受温度和发射系数对热走廊的影响规律.
关键词:
重复使用飞行器
,
气动热
,
热防护
,
热走廊
杨肖峰
,
唐伟
,
桂业伟
,
刘磊
,
肖光明
工程热物理学报
本文建立高超声速气动热和结构传热的松耦合计算方法,以探路者号火星探测器为研究对象,开展了探测器高超声速气动热和结构传热的耦合计算研究,分析了探测器进入条件下某轨道点上气动加热和结构传热机理.耦合计算表明,随着时间的推进,表面结构温度逐渐升高,壁面热流相对降低,表面趋向辐射平衡温度.因热防护系统结构传热时间尺度长于飞行器进入过程总时间,探测器进入的真实过程滞后于辐射平衡过程.耦合研究表明,使用耦合计算方法能较好地再现真实的气动加热和结构传热过程.
关键词:
火星探测器
,
气动热
,
传热
,
耦合
石友安
,
曾磊
,
钱炜祺
,
桂业伟
工程热物理学报
数据处理方法的合理性直接关系到测热试验精度的提高.本文针对同轴热电偶的测热特点,采用轴对称传热模型,应用共轭梯度法、顺序函数法,建立了合理的同轴热电偶测热的数据处理方法.计算表明,两种方法具有较高的计算效率,能在一定程度上提高试验精度,具有较大的推广应用价值.
关键词:
数据处理
,
同轴热电偶
,
参数辨识
桂业伟
,
刘磊
,
耿湘人
,
贺立新
,
王安龄
工程热物理学报
气动力/热与结构热响应多场耦合问题涉及物理因素众多且不可简单分割.本文对该耦合问题涉及的各物理场特点与耦合关系进行了研究,从基本物理特点和方程出发,研究了物理场间的耦合关系,并对一直沿用的多物理场耦合关系提出了新的观点与看法.以此为基础,研究获得了气动力/热与结构热响应多场耦合问题的数据流程,提出了针对该耦合问题特有的时间-空间耦合概念,并对其耦合策略与方法进行了深入探讨,为进一步开展相关计算研究工作奠定了理论基础.
关键词:
多场耦合
,
耦合关系
,
耦合策略
,
耦合方法
金玲
,
王安龄
,
桂业伟
,
耿湘人
,
唐伟
工程热物理学报
建立飞行器的热走廊物理模型和求解方法对于设计飞行器防热结构、确定飞行轨道和优化气动外形等均有重要的工程应用价值,本文对X43高超声速飞行器的飞行热走廊的物理含义进行了分析,初步建立了飞行热走廊的物理模型,给出了该物理模型下飞行热走廊的控制方程和求解方法,通过对X43高超声速飞行器典型位置的飞行热走廊的计算,研究了高超声速飞行器的热走廊规律和特征,研究了防热材料的性能对飞行走廊的限制,明确了防热材料的关键防热参数,通过研究发现: (1)防热材料的发射系数越大,其对应的热走廊越宽阔,飞行轨道的选择余地也越大; (2)不同位置、不同流态对应的热走廊边界不同,推迟转捩发生可以增加热走廊区域,有利于防热.
关键词:
气动热
,
热防护
,
热走廊
王安龄
,
桂业伟
,
唐伟
,
刘磊
工程热物理学报
一些烧蚀试验发现特定配方的有机涂层防热材料在受到加热时,在有机物热解时除产生通常的炭化层外,在热解区附近还会出现较严重的起泡物理现象,在防热层内部区域形成很明显的较大泡沫,使防热层厚度增加,改变了防热材料的传热性能和物理模型,减缓了热量向内部结构的传递,降低内部结构的温升,对防热结构设计非常有利.本文细致分析了外部加热时有机涂层的热解烧蚀过程,初步建立防热材料起泡现象的物理模型和控制方程,数值模拟了起泡现象对内部温度场结果的具体影响,并与试验结果进行了比较.
关键词:
炭化
,
热解
,
烧蚀
