平流层飞艇驻空过程热结构耦合特性

作     者：麻震宇 邓小龙 杨希祥 朱炳杰 MA Zhenyu;DENG Xiaolong;YANG Xixiang;ZHU Bingjie

作者机构：国防科技大学空天科学学院长沙410073 

基　　金：国家自然科学基金(51605484) 国家科技重大专项(GFZX040201) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第19期

页      码：136-158页

摘      要：考虑太阳辐射、红外辐射、内外对流换热和太阳电池传热影响,建立了平流层飞艇驻空热模型,考虑薄膜褶皱和充气状态特征,建立了平流层飞艇囊体结构有限元模型。在模型验证基础上提出基于分区耦合策略的热结构耦合计算方法,对平流层飞艇昼夜驻空过程的热结构耦合特性进行仿真分析,得到典型飞行工况下囊体温度、变形和应力分布及随时间变化规律。计算结果表明:太阳辐射和太阳电池传热特性对囊体温度分布、变形和应力影响较大,在设计工况条件下,太阳电池铺设边界处最大温差达到60K,昼间囊体顶部最大径向位移达到1.5m,太阳电池铺设边界处最大轴向和环向应力分别约为82MPa和140MPa。在夜间囊体压差较小的情况下,囊体中部出现明显褶皱变形,囊体水平对称面以下部位褶皱幅值达到1.1m,对平流层飞艇结构性能有重要影响。

主 题 词：热结构耦合 有限元方法 柔性囊体 平流层飞艇 驻空过程 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2023.28337

馆 藏 号：203124501...