多體系統(tǒng)內固、氣熱響應動態(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鍵的作用。熱分析計算是飛行器熱控系統(tǒng)設計過程中的主要步驟，其主要用于預測飛行器及內部儀器設備的溫度場，并對熱控方案的設計及校驗提供支持。飛行器儀器艙內儀器設備的熱分析屬于大型復雜的多體系統(tǒng)內存在導熱、對流、輻射的耦合換熱問題，求解十分復雜。目前，熱分析軟件 SINDA/FLUINT對固體導熱及表面輻射換熱的處理方法在航空航天領域得到認可，多采用其進行航天器熱分

2、析計算。但是，在大氣層中運行的飛行器儀器艙內存在對流換熱現(xiàn)象，而 SINDA/FLUINT只能通過給定對流換熱系數或實驗關聯(lián)式來求解對流換熱問題，計算結果偏差較大。另一方面，F(xiàn)LUENT等CFD軟件雖然在流動換熱求解方面具有優(yōu)勢，但針對飛行器內部的多體、非穩(wěn)態(tài)、分散熱源作用下的導熱-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)內固、氣熱響應動態(tài)耦合過程的數值及實驗研究。主要研究內容包括：
　　

3、1.針對多體系統(tǒng)中存在導熱、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)，實現(xiàn)了聯(lián)合應用熱網絡法和CFD求解技術對多體系統(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)同運行三種方法完成對某一多體系統(tǒng)的熱分析計算。通過將得到的瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)溫度結果進行對比，分析三種方法的優(yōu)缺點，證明了聯(lián)合使用兩方法對多體系統(tǒng)耦合換熱問題進行熱分析的可行性與可靠性。