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.

摘要：针对通过变换热力学理论设计的热超材料难以制备的问题,将细观力学的中性夹杂思想引入对热流传递路径的控制中,设计出圆柱形热幻像器件,并讨论了幻觉材料的导热系数与半径之间的关系。数值仿真和实验结果表明:通过在原始目标A外涂覆一层设计的幻觉材料,就可以使得探测器从外部探测出幻像目标B的热特征,从而达到很好的干扰作用。该研究为利用热超材料实现目标隐身提供了一种新的可行方法,同时也大大降低了材料的制备难度。