相控陣天線微小流道熱流特性等效建模方法研究與熱設計.pdf

1、隨著相控陣天線一體化集成度的不斷提高，天線陣面的熱控問題受到了極大的關注，微小流道冷板是解決相控陣天線高散熱量問題的有效手段之一。冷板中微小流道的跨尺度建模會使冷板局部區(qū)域集聚大量高密度、微尺度的網(wǎng)格，從而急劇增加模型網(wǎng)格數(shù)量，導致計算效率降低，數(shù)值仿真難度增大。為減小模型熱流數(shù)值計算的復雜性，本文主要研究內容如下：
　?。?）微小流道等效建模方法研究。忽略微小流道的拓撲結構，對微小流道原始模型進行等效建模，降低網(wǎng)格數(shù)量，提高運算

2、效率。推導微小流道的熱阻和流阻擬合計算公式，得到微小流道熱參數(shù)（熱阻和流阻）的影響因素。在等效建模過程中考慮模型流體速度，并且對原始模型熱參數(shù)進行修正，得到等效模型熱參數(shù)的計算方法。
　　（2）微小流道熱流特性分析。分別分析了微小流道熱沉結構和拓撲結構的熱參數(shù)和等效精度。微小流道熱沉結構的結果表明本文熱參數(shù)擬合計算公式與模型理論分析和數(shù)值結果的吻合度較好，等效計算精度較高。并且利用微小流道拓撲結構等效分析結果指出該方法具有較強的適

3、用性。此外計算了擴散熱阻和等效模型組合方式對等效計算精度的影響，為天線陣面等效分析奠定基礎。
　?。?）相控陣天線熱分析與熱設計。研究天線陣面的熱仿真方法，并為共形陣天線陣面設計了一種分段式陣面流道結構。并對陣面中采用樹型和平直型微小流道拓撲結構產(chǎn)生的陣面的溫度、壓強等仿真數(shù)值結果進行對比和分析。陣面的多組微小流道等效建模分析結果表明，等效建模方法可以大幅降低模型計算成本，提高網(wǎng)格質量，并且等效模型不會導致天線陣面相對的散熱性能和