热气动弹性变形对飞行器结构温度场的影响研究

作     者：刘磊 桂业伟 耿湘人 唐伟 王安龄 LIU Lei;GUI Yewei;GENG Xiangren;TANG Wei;WANG Anling

作者机构：中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 

基　　金：国家自然科学基金重大研究计划项目资助(No.91216204) 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2015年第33卷第1期

页      码：31-35,47页

摘      要：气动加热造成的结构温升可能造成飞行器结构失效从而带来安全隐患。准确预测结构温度场在高超声速飞行器热防护系统与结构设计中显得尤为重要。气动热与传热耦合是提高结构温度场预测精度的有效手段,经长期研究与发展,不管是耦合方法研究还是实际工程应用都已开展了大量工作。但这些研究工作均未考虑结构变形对气动加热和结构温度场的影响。而在实际飞行过程中,特别是长时间飞行后,结构变形对结构温度场的影响往往是不能忽略的,对气动力/热环境也都有直接的影响。本文以飞行器静热气动弹性计算方法为基础,对高超声速飞行器机翼模型进行了考虑热气动弹性变形影响的气动热与传热耦合计算,并与不考虑变形对热环境影响情况的计算结果进行了对比分析。结果表明,虽然对于大面积区域变形对气动热/结构温度场的影响较小,但对于热防护结构重点关注且精度要求较高的前缘驻点附近区域计算结果变化明显。由此,也说明了考虑弹性变形对结构温度场预测的重要性。该研究工作为进一步提高飞行器结构温度场预测精度和结构热安全性能评估能力奠定了基础。

主 题 词：热气动弹性 弹性变形 结构温度场 多场耦合 

学科分类：080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7638/kqdlxxb-2014.0119

馆 藏 号：203505205...