多體系統(tǒng)內(nèi)固、氣熱響應(yīng)動(dòng)態(tài)耦合過程研究.pdf

1、熱控系統(tǒng)是飛行器的重要組成部分，對飛行器在服役期間能夠穩(wěn)定可靠的工作起到十分關(guān)鍵的作用。熱分析計(jì)算是飛行器熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的主要步驟，其主要用于預(yù)測飛行器及內(nèi)部儀器設(shè)備的溫度場，并對熱控方案的設(shè)計(jì)及校驗(yàn)提供支持。飛行器儀器艙內(nèi)儀器設(shè)備的熱分析屬于大型復(fù)雜的多體系統(tǒng)內(nèi)存在導(dǎo)熱、對流、輻射的耦合換熱問題，求解十分復(fù)雜。目前，熱分析軟件 SINDA/FLUINT對固體導(dǎo)熱及表面輻射換熱的處理方法在航空航天領(lǐng)域得到認(rèn)可，多采用其進(jìn)行航天器熱分

2、析計(jì)算。但是，在大氣層中運(yùn)行的飛行器儀器艙內(nèi)存在對流換熱現(xiàn)象，而 SINDA/FLUINT只能通過給定對流換熱系數(shù)或?qū)嶒?yàn)關(guān)聯(lián)式來求解對流換熱問題，計(jì)算結(jié)果偏差較大。另一方面，F(xiàn)LUENT等CFD軟件雖然在流動(dòng)換熱求解方面具有優(yōu)勢，但針對飛行器內(nèi)部的多體、非穩(wěn)態(tài)、分散熱源作用下的導(dǎo)熱-對流-輻射耦合換熱問題，求解效率低，甚至不能開展。本文基于這一背景，開展了多體系統(tǒng)內(nèi)固、氣熱響應(yīng)動(dòng)態(tài)耦合過程的數(shù)值及實(shí)驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　

3、1.針對多體系統(tǒng)中存在導(dǎo)熱、輻射、對流的耦合換熱問題，通過對SINDA/FLUINT和FLUENT軟件的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合應(yīng)用熱網(wǎng)絡(luò)法和CFD求解技術(shù)對多體系統(tǒng)耦合換熱問題的瞬態(tài)分析。
　　2.分別采用SINDA/FLUINT、FLUENT及兩軟件協(xié)同運(yùn)行三種方法完成對某一多體系統(tǒng)的熱分析計(jì)算。通過將得到的瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)溫度結(jié)果進(jìn)行對比，分析三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，證明了聯(lián)合使用兩方法對多體系統(tǒng)耦合換熱問題進(jìn)行熱分析的可行性與可靠性。