非封闭式热斗篷热防护特性

作     者：苗钰钊 唐桂华 Miao Yu-Zhao;Tang Gui-Hua

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:52130604 51825604)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第3期

页      码：43-49页

摘      要：高超声速飞行器在飞行过程中产生大量气动热,高效的热防护技术对保证其正常工作具有重要意义.本文基于热超材料调控热流传播路径思想,针对高超声速飞行器头锥,采用坐标变换法设计非封闭式点变换热斗篷及简化近似的多层结构.COMSOL数值模拟研究表明,两种结构均有效实现导热和辐射热流的热绕流,使部分热量沿头锥表面传播,头锥前端温度显著降低,机体升温速率减缓.但其热防护性能的提升要求材料固相和辐射热导率低于原隔热材料.进一步设计了非封闭式域变换热斗篷,材料固相和辐射热导率均可高于原隔热材料.模拟结果表明,热绕流显著提升了域变换热斗篷的热防护能力,相比于纯隔热材料,头锥前端温度降低达100 K,机体降温达10 K,展现出重要的热防护应用潜力.

主 题 词：热超材料 坐标变换 COMSOL 热防护 

学科分类：08[工学] 082504[082504] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.73.20231262

馆 藏 号：203125883...