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三维烧蚀内部热响应数值计算研究
被引量:
11
1
作者
张涛
孙冰
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期298-304,共7页
对热解型碳化复合材料三维烧蚀内部热响应数值计算关键技术进行了研究。采用碳化层—热解面—原始材料层模型,将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过有限元法建立移动边界条件下温度场求解方程组,采用Gauss-Seidel迭代法计...
对热解型碳化复合材料三维烧蚀内部热响应数值计算关键技术进行了研究。采用碳化层—热解面—原始材料层模型,将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过有限元法建立移动边界条件下温度场求解方程组,采用Gauss-Seidel迭代法计算热解气体质量流量和温度场。同时,研究和分析了三维烧蚀移动边界处理方法以及动网格生成方法。由于每个时间步都需要网格重划,烧蚀热防护数值计算对存储效率和计算效率要求较高,本文研究了内部热响应计算中影响存储效率和计算效率的主要因素,并提出了相应的压缩存储方案和求解方案。计算结果表明,移动边界处理方法准确合理;存储方案的存储效率较高;保持刚度矩阵和形函数矩阵正定对称性可以加快温度场计算的收敛速度。
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关键词
烧蚀
热
防护
内部热响应
移动边界
动网格
压缩存储
数值仿真
下载PDF
职称材料
再入钝锥体烧蚀热防护内部热响应的数值仿真
被引量:
5
2
作者
张涛
陈德江
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第10期2248-2255,共8页
研究了烧蚀热防护系统内部热响应的计算模型和计算方法.采用碳化层-热解面-原始材料层模型,建立碳基材料内部热响应物理模型和数学模型,利用有限元法分析和计算再入目标热防护系统轴对称内部热响应.着重研究和分析了轴对称烧蚀过程中热...
研究了烧蚀热防护系统内部热响应的计算模型和计算方法.采用碳化层-热解面-原始材料层模型,建立碳基材料内部热响应物理模型和数学模型,利用有限元法分析和计算再入目标热防护系统轴对称内部热响应.着重研究和分析了轴对称烧蚀过程中热解气体质量流率计算方法和传热机制.将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过保证刚度矩阵和形函数矩阵的正定对称性可以加速温度场计算收敛.计算表明:热解气体的质量流量主要由厚度方向构成,占80%以上;头部驻点附近最大烧蚀厚度接近10mm,需要采用抗烧蚀能力强的碳-碳材料,身部烧蚀量小于2mm,可以采用密度较小的碳-酚醛材料.
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关键词
再入
烧蚀
热
防护
内部热响应
热
解反应
有限元法
原文传递
热解气体流动的二维烧蚀热防护数值仿真研究
被引量:
9
3
作者
张涛
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期119-124,共6页
研究了热解型碳化复合材料二维烧蚀的计算模型和计算方法。采用碳化层—热解面—原始材料层模型;将热解气体与碳化层之间的换热作为热载荷处理;计算了热解气体在碳化层中的流动和传热过程,获得了热解气体质量流量分布从而为烧蚀材料温...
研究了热解型碳化复合材料二维烧蚀的计算模型和计算方法。采用碳化层—热解面—原始材料层模型;将热解气体与碳化层之间的换热作为热载荷处理;计算了热解气体在碳化层中的流动和传热过程,获得了热解气体质量流量分布从而为烧蚀材料温度场计算提供边界条件。计算结果表明热解气体质量流量在碳化层明显成二维分布,不同位置的流量相差很大,并且对碳化层温度和烧蚀率有很大影响,因此,内部热响应计算需要考虑热解气体在碳化层中的流动和换热过程。
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关键词
烧蚀
热
防护
内部热响应
热
解气体流动
数值仿真
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职称材料
题名
三维烧蚀内部热响应数值计算研究
被引量:
11
1
作者
张涛
孙冰
机构
北京航空航天大学宇航学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期298-304,共7页
文摘
对热解型碳化复合材料三维烧蚀内部热响应数值计算关键技术进行了研究。采用碳化层—热解面—原始材料层模型,将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过有限元法建立移动边界条件下温度场求解方程组,采用Gauss-Seidel迭代法计算热解气体质量流量和温度场。同时,研究和分析了三维烧蚀移动边界处理方法以及动网格生成方法。由于每个时间步都需要网格重划,烧蚀热防护数值计算对存储效率和计算效率要求较高,本文研究了内部热响应计算中影响存储效率和计算效率的主要因素,并提出了相应的压缩存储方案和求解方案。计算结果表明,移动边界处理方法准确合理;存储方案的存储效率较高;保持刚度矩阵和形函数矩阵正定对称性可以加快温度场计算的收敛速度。
关键词
烧蚀
热
防护
内部热响应
移动边界
动网格
压缩存储
数值仿真
Keywords
Ablation thermal protection
Internal thermal response
Moving boundary
Dynamic mesh
Compression storage
Numerical simulation
分类号
V423 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
再入钝锥体烧蚀热防护内部热响应的数值仿真
被引量:
5
2
作者
张涛
陈德江
机构
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力学研究所
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第10期2248-2255,共8页
文摘
研究了烧蚀热防护系统内部热响应的计算模型和计算方法.采用碳化层-热解面-原始材料层模型,建立碳基材料内部热响应物理模型和数学模型,利用有限元法分析和计算再入目标热防护系统轴对称内部热响应.着重研究和分析了轴对称烧蚀过程中热解气体质量流率计算方法和传热机制.将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过保证刚度矩阵和形函数矩阵的正定对称性可以加速温度场计算收敛.计算表明:热解气体的质量流量主要由厚度方向构成,占80%以上;头部驻点附近最大烧蚀厚度接近10mm,需要采用抗烧蚀能力强的碳-碳材料,身部烧蚀量小于2mm,可以采用密度较小的碳-酚醛材料.
关键词
再入
烧蚀
热
防护
内部热响应
热
解反应
有限元法
Keywords
reentry
ablative thermal protection
internal thermal response
pyrolysis reaction
finite element method
分类号
V423 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
热解气体流动的二维烧蚀热防护数值仿真研究
被引量:
9
3
作者
张涛
机构
中国空气动力研究与发展中心
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期119-124,共6页
文摘
研究了热解型碳化复合材料二维烧蚀的计算模型和计算方法。采用碳化层—热解面—原始材料层模型;将热解气体与碳化层之间的换热作为热载荷处理;计算了热解气体在碳化层中的流动和传热过程,获得了热解气体质量流量分布从而为烧蚀材料温度场计算提供边界条件。计算结果表明热解气体质量流量在碳化层明显成二维分布,不同位置的流量相差很大,并且对碳化层温度和烧蚀率有很大影响,因此,内部热响应计算需要考虑热解气体在碳化层中的流动和换热过程。
关键词
烧蚀
热
防护
内部热响应
热
解气体流动
数值仿真
Keywords
Ablation thermal protection
Internal thermal response
Pyrolysis gas flow
Numerical simulation
分类号
V423 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三维烧蚀内部热响应数值计算研究
张涛
孙冰
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
11
下载PDF
职称材料
2
再入钝锥体烧蚀热防护内部热响应的数值仿真
张涛
陈德江
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
原文传递
3
热解气体流动的二维烧蚀热防护数值仿真研究
张涛
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
9
下载PDF
职称材料
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