高空環(huán)境中熱管輻射器傳熱分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、空間輻射器作為航天器熱控制中的重要散熱部件，是航天器與太空環(huán)境進(jìn)行熱量交換的主要裝置，是航天器排熱系統(tǒng)的重要組成部分。特別是隨著航天技術(shù)的發(fā)展，一些大功率，高熱流密度電器元件的廣泛適用，使得空間輻射器的熱負(fù)荷越來(lái)越高，質(zhì)量越來(lái)越大。節(jié)約重量是航天器設(shè)計(jì)的普遍原則之一?；谶@一目的，本文展開(kāi)對(duì)固定散熱量的熱管輻射器進(jìn)行熱分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。
　　 首先，建立熱管輻射器的熱分析模型，分析其傳熱機(jī)理，歸納總結(jié)了在給定散熱量的條件下，熱

2、管輻射器的設(shè)計(jì)原理和輻射器重量的計(jì)算流程。運(yùn)用MATLAB編寫(xiě)程序，計(jì)算不同熱管間距和肋片厚度下熱管輻射器的重量，得出最佳熱管間距和肋片厚度對(duì)應(yīng)的最輕重量及載熱流體參數(shù)、空間外熱流對(duì)輻射器重量的影響。
　　 其次，介紹了遺傳算法的基本理論及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，包括遺傳算法的編碼、初始種群的生成、適應(yīng)度函數(shù)的確定、遺傳算子的選擇、遺傳算法的終止等，并運(yùn)用基本遺傳算法對(duì)地球同步軌道三軸穩(wěn)定衛(wèi)星上的南北面熱管輻射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，使得輻

3、射器重量最輕。通過(guò)改變遺傳算法中的交叉概率和變異概率，得出兩個(gè)參數(shù)對(duì)算法收斂性和種群多樣性的影響。
　　 最后，運(yùn)用基本遺傳算法和改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對(duì)固定散熱量的熱管輻射器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)用基本遺傳算法對(duì)熱管輻射器的熱管間距的優(yōu)化選擇，得出用此方法求得的輻射器重量比前面通過(guò)枚舉方法搜索到的重量輕，并運(yùn)用基本遺傳算法和改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對(duì)熱管輻射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和載熱流體參數(shù)分別進(jìn)行優(yōu)化選擇，得出運(yùn)用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法設(shè)計(jì)的熱