低密度树脂基烧蚀材料热响应数值模型及防隔热性能预示
High-precision Thermal Response Numerical Model and Prediction of Low-density Resin-based Ablative Materials作者机构：华东理工大学上海200237 军事科学院国防科技创新研究院北京100071
出 版 物：《智能安全》 (Artificial Intelligence Security)
年 卷 期：2024年第3卷第2期
页 面：10-19页
学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
主 题：低密度树脂基烧蚀材料 热响应 数值计算 有限差分法
摘 要：针对低密度酚醛树脂基烧蚀材料的热响应行为,基于阿伦尼乌斯方程和傅里叶传热定律,耦合热解反应、热量传递、热阻塞效应、表面烧蚀等多重因素,构建出一维热响应数值模型。采用有限差分法进行离散化处理,通过Python程序实现了数值求解,并与热响应程序PATO结果、电弧风洞试验结果对比,验证了模型的计算精度。在此基础上,采用单一变量考察法预测了材料比热容、热导率、热解反应参数、厚度变化对防隔热性能的影响。结果表明,增大材料比热容可以同时降低材料的表温与背温,但是受限于热阻塞效应的减弱,温度变化幅度较小;增大材料热导率会降低表温而升高背温,相较于比热容,热导率对背温的影响更为显著;增大材料活化能会同时升高表温与背温,但是反应级数和指前因子对温度影响有限;增大材料厚度可以有效降低背温,但是对上层材料传热影响较小,因此表温基本不变。
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