(火积)在航天器热控系统并联热网络优化中的应用

本文针对航天器热控系统中并联热网络的流量分配与面积分配的优化问题,建立了其数学物理模型,并结合(火积)理论对其进行了分析计算和讨论.理论分析发现,该问题的优化设计目标(当量传热温度最低)与(火积)耗散极值原理所指出的优化方向是一致的.以两支路热网络系统为例,本文采用牛顿法对系统的(火积)耗散率求极值,对其流量分配与面积分配问题进行了优化计算,对比了最小熵产原理与(火积)耗散极值原理在分析该类问题时的异同,并根据计算结果讨论了优化结果的影响因素.研究发现,(火积)耗散极值原理在分析航天器传热优化问题中更具适用性;在优化结果的影响因素方面,支路的散热任务和总的传热面积对优化结果影响较大;对于冷流体流量,当其值超过某个阈值时,它对优化结果将几乎没有影响.同时,本文的计算结果表明,牛顿法是计算本问题的有效方法,在十支路热网络系统中仍可在较短计算时间内给出优化结果.