石英灯辐射式气动热实验的分数阶迭代学习控制策略

气动热实验是一种在地面上模拟考核飞行热环境下飞行器性能的有效手段。为提高实验中谱线跟踪性能,根据谱线的固定不变特性,利用分数阶迭代学习控制策略进行模拟实验。通过严格的理论分析,给出了分数阶PD~α型迭代学习控制器的收敛条件,并在此理论意义下进行谱线跟踪实验。实验结果表明:所提控制算法具有较小的动态控制误差和稳态控制误差,且缩短了实验过程中谱线的调试时间,提高了实验的有效性。

石英灯加热器热流场计算方法比较

石英灯辐射加热是航天飞行器结构热试验中使用最广泛的气动热模拟方式,获取石英灯加热器辐射流场对提升航天器结构热试验精度、评估试验结果和验证结构设计具有重要意义。文章结合石英灯加热器辐射热流场预示的特点,讨论几种辐射热流场计算模型的适用性,并通过理论、试验与仿真算例相结合的方法,对比分析几种辐射计算软件的计算精度和应用性,给出各计算软件的应用策略,可为试验热环境的准确快速获取提供参考。

结构热试验石英灯电热特性研究

针对飞行器结构热试验常用辐射加热元件石英灯,利用比电阻法和热辐射法获得了典型石英灯的电压-灯丝温度曲线,并对两种方法进行了误差分析,表明两种方法都可用于灯丝温度的预测。讨论了石英玻璃的频谱特性,根据灯丝的辐射光谱得出了灯管的工作温度。预测了石英灯的潜在破坏模式。

石英灯阵高温试验环境换热特性仿真分析

为了分析高温试验环境下不同条件对试件温度的影响,文章建立了高温试验环境的传热模型,采用计算流体动力学(CFD)方法结合Discrete Ordinates(DO)辐射模型,计算分析了不同热源温度、不同试件尺寸以及隔热层有无加装反射涂层情况下石英灯加热器加热试件时的温度分布特性。结果表明:在同样的热源温度下,隔热层加装反射涂层的试件表面温度比无反射涂层隔热层的高18%;由于边界效应的弱化,大尺寸试验件的表面不均匀度>14%,而小尺寸试验件的表面不均匀度<1%;使用小尺寸试验件且隔热层有反射涂层时,在150 s、试验件温度达到1500℃时需要的加热热流密度达1122 kW/m^(2)。以上研究结果可为高温环境模拟试验台的设计提供参考。

石英灯辐射加热试验热流分布优化研究

石英灯辐射加热是在地面上模拟飞行中施加在飞行器表面热载荷的一种加热方式。由于石英灯加热元件的分布不同导致试验件表面不同区域获得的热流密度与要求施加的热载荷有所差异,这样可能会导致"过试验"或"欠试验"现象出现,从而降低了试验数据的可用性,增加了结构设计的风险。本文基于蒙特卡罗方法,对单一石英灯加热器内部热流分布进行了数值模拟仿真,为更合理优化加热器内部热场分布提供理论参考,提高热试验质量。

石英灯辐射式瞬态热环境试验关键技术分析

结合石英灯辐射式加热器的特性,从传感器弱信号传输、无功补偿、智能控制、仿形加热器、开环试验技术等角度出发,分析了对型号瞬态热试验性能的影响。结合瞬态热试验的实施,给出了上述几个角度制约热试验实施的改进措施,以期提高试验系统瞬态热试验的有效性。

石英灯辐射加热条件下低密度碳/酚醛复合材料高温响应及分析

目的研究低密度碳/酚醛复合材料在不同地面加热实验测试响应的差异性,指导材料在实际应用环境下的高温响应分析。方法对低密度碳/酚醛复合材料开展了热流为400 kW/m^2的单侧石英灯辐射加热实验,利用热电偶测温系统测量试件在加热过程中不同位置的温度时间历程,并对试件的烧蚀形貌和微观结构进行观测。同时与热流为464k W/m^2的氧乙炔加热陶瓷板辐射加热实验结果进行对比分析,并且采用有限元方法对材料的传热传质多场耦合计算进行分析。结果对于石英灯辐射加热,在测量点升温到接近200℃时,温度响应拐点都依次出现。由于加热的辐射热源不同,在不同的辐射波段下,多孔材料吸收和发射的热量不同,短时间内氧乙炔加热陶瓷板辐射加热使材料内部升温速率比石英灯辐射加热实验的要快,但长时间加热时现象刚好相反。结论进行传热传质多场耦合计算材料高温响应时,合理确定材料宏观性能随温度的变化至关重要。

石英灯加热器的热特性研究

本文通过理论和试验相结合的方法,在石英灯加热器加热过程中,对其放大倍数、时间常数等主要特性参数进行了研究,为热强度试验加热系统的优化设计提供有效数据及方法。

冷光氩气水银石英灯治疗褥疮的疗效及观察

褥疮是局部软组织持续受压,导致组织、细胞缺血、缺氧坏死后引起的皮肤缺损,亦是临床常见的并发症之一,尤其是长期卧床的老年患者及严重负氮平衡恶液质患者更易发生.临床上常规用庆大霉素8万U加维生素B12500 mg外用敷贴,有一定的疗效.

平板形、圆柱形、圆锥形石英灯阵列热流计算方法

针对平板形、圆柱形、圆锥形石英灯加热阵列,本文提出一种基于解析法的热流快速计算方法,构建了三种加热阵列的解析传热模型,将石英灯管和试验件表面分别离散化为点光源和接收点,利用辐射传热定律逐点计算各点接收到的热流密度,建立了圆柱和圆锥加热阵列中单支石英灯管照射范围的判断依据,指出了内加热与外加热情况下算法的区别,得到了典型灯管排布下热流分布规律,可以为热试验加热器设计提供指导。

石英灯阵热流分布规律计算与试验研究

为了掌握石英灯单灯及灯阵热流分布规律,提高石英灯阵热流分布预测能力,对石英灯阵热流分布进行了计算分析与试验研究,发展了基于蒙特卡罗方法的石英灯阵热流分布预测方法及计算程序;基于所建方法,分析了加载功率、高度等因素对石英灯及简单灯阵的热流分布的影响规律。结果表明,不同加载功率和高度条件下,本文程序计算结果与试验结果符合较好;高度一定时,石英灯及简单灯阵热流随着加载功率的增加基本上呈线性增加;加载功率一定时,随着灯阵高度的增加,辐射热流分布的均匀性呈增加趋势,中心区域均匀区面积呈先增大后减小的趋势。相关结果可为石英灯阵加热优化设计提供重要参考。

防隔热试验用平板型石英灯加热器热环境分析

本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对辐射热场中典型隔热材料受热表面温度分布均匀性和热流密度进行了模拟计算。

石英灯电热特性建模分析及测试方法研究

石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和修正,所得结果与实测值间的最大相对误差小于4%。通过试验对热源在额定工况下的实际发射率进行了测量,结果表明,发射率随温度升高时的最大变化量为4.5%。对灯丝进行红外测温时可以忽略背景温度对测温精度的影响。实测系统热源温度上限可由2278℃提升至3180℃。本研究建立的模型和方法可为后续红外辐射式地面热环境模拟试验方案的优化和试验结果的预测提供可靠的技术支撑。

基于石英灯辐射正面加热的高温数字图像相关方法研究

石英灯辐射加热是目前飞行器典型整结构热试验使用最广泛的一种加热方式,本文围绕飞行器辐射加热面的工程测量需求,考虑DIC方法的原理和典型热试验的实际工程环境,分析了应用高温DIC测量方法研究石英灯辐射加热面变形信息的技术难点和误差来源,从制作高质量的标准高温散斑场和消除长波段辐射光干扰方面入手,提出了一种基于石英灯正面加热的高温DIC方法改进方案。最后设计C/SiC小板缝隙试验,结合石英灯辐射热流模型,优化设计满足DIC测量窗口的石英灯加热器,成功测量缝隙尺寸随温度增加的变化量,证明了基于石英灯辐射正面加热的高温DIC方法改进方案的可行性。该方法可以为研究结构或重要部件地面热试验中的局部变形、位移、缝隙等测试问题提供解决方案,对未来新型飞行器的试验研究具有非常高的实用价值。

平板式石英灯高温红外加热试验系统的研制与应用

为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热性能地面考核试验的热环境模拟设备,并搭建了配套能源和测控系统。利用该套试验系统开展了室温至800℃冷热交变载荷热环境模拟试验、50℃/s温升速率的弹道式连续变化热边界模拟试验、批量热环境加载试验、单热源条件下的多温区非线性气动热环境等效模拟试验等典型应用,验证了加热系统长时间运行的稳定性、热辐射区域较高的温度分布均匀性和测控系统的可靠性。说明该套试验系统能够满足多种类防隔热试验的实际需求。

石英灯照射虚拟热试验程序的设计与实现

提出了一种基于MSC.Nastran/Patran的石英灯照射虚拟热试验的方法。把石英灯作为辐射热源引入数值分析体系,建立石英灯照射虚拟热试验系统,采用参数化技术,可以快速进行试验加热功率的预估。

基于石英灯辐射加热的型材压损试验系统研制及应用

以试验机作为机械加载系统,采用石英灯辐射加热作为热载荷施加方式,研制一套型材试验测试系统。该系统由力加载系统、热加载系统、测量控制系统3部分组成。试验结果表明,采用石英灯加热可实现试验件的快速升温及稳定加热,热防护及抗干扰措施可保证热环境下测量控制数据的稳定可靠,验证了该试验系统在高温环境下的型材压损特性测试中具有较好的适用性。

基于CATIA二次开发的锥形石英灯加热器参数化设计

介绍了CATIA V5的几种二次开发方式。讨论了Automation API二次开发的基本原理。应用VB语言,基于CATIAAutomation技术实现了锥形石英灯辐射加热器的自动化设计,设计周期缩短,成本降低。锥形石英灯加热器参数化建模的完成为进一步实现虚拟试验提供了支持。

平板式石英灯加热器参数化设计

介绍了CATIA V5的几种二次开发方式,讨论了Automation API二次开发的基本原理,应用VB语言,基于CATIA Automation技术实现了平板式石英灯辐射加热器的自动化设计,缩短了试验设计周期,降低了试验成本。石英灯加热器参数化设计的完成为构建热结构虚拟试验平台提供了支持。