航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
1期
80-89
,共10页
返回舱%再入%气动热%烧蚀%有限元法
返迴艙%再入%氣動熱%燒蝕%有限元法
반회창%재입%기동열%소식%유한원법
crew return vehicle%re-entry%aerodynamic heating%ablation%finite element method
针对再入全过程合理预测热防护罩表面材料烧蚀深度和温度的动态变化问题,提出融合再入轨迹、气动热以及Newton-Raphson和三对角矩阵算法(TDMA)构建动态烧蚀的方法.该方法建立直入式和跳跃式三自由度再入轨迹,应用修正的牛顿流体理论估算气动参数,以及修正的Fay-Riddell和Sutton-Grave理论计算驻点区域的热流密度,利用一维非线性热传导方程模拟了热防护材料的烧蚀过程.仿真结果表明:此方法实现了再入全过程热防护材料烧蚀深度和温度连续动态变化的预测,同样适用于更为复杂结构飞行器的动态烧蚀预测,与热平衡积分法(HBI)相比其结果可靠合理,为进一步优化热防护系统(TPS)提供了一定的参考依据.
針對再入全過程閤理預測熱防護罩錶麵材料燒蝕深度和溫度的動態變化問題,提齣融閤再入軌跡、氣動熱以及Newton-Raphson和三對角矩陣算法(TDMA)構建動態燒蝕的方法.該方法建立直入式和跳躍式三自由度再入軌跡,應用脩正的牛頓流體理論估算氣動參數,以及脩正的Fay-Riddell和Sutton-Grave理論計算駐點區域的熱流密度,利用一維非線性熱傳導方程模擬瞭熱防護材料的燒蝕過程.倣真結果錶明:此方法實現瞭再入全過程熱防護材料燒蝕深度和溫度連續動態變化的預測,同樣適用于更為複雜結構飛行器的動態燒蝕預測,與熱平衡積分法(HBI)相比其結果可靠閤理,為進一步優化熱防護繫統(TPS)提供瞭一定的參攷依據.
침대재입전과정합리예측열방호조표면재료소식심도화온도적동태변화문제,제출융합재입궤적、기동열이급Newton-Raphson화삼대각구진산법(TDMA)구건동태소식적방법.해방법건립직입식화도약식삼자유도재입궤적,응용수정적우돈류체이론고산기동삼수,이급수정적Fay-Riddell화Sutton-Grave이론계산주점구역적열류밀도,이용일유비선성열전도방정모의료열방호재료적소식과정.방진결과표명:차방법실현료재입전과정열방호재료소식심도화온도련속동태변화적예측,동양괄용우경위복잡결구비행기적동태소식예측,여열평형적분법(HBI)상비기결과가고합리,위진일보우화열방호계통(TPS)제공료일정적삼고의거.
