非线性热环境下高温合金蜂窝板隔热性能研究

作     者：吴大方 郑力铭 潘兵 王岳武 孙冰 牟朦 

作者机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学宇航学院北京100191 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2012年第44卷第2期

页      面：297-307页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11172026 11002012) 航空科学基金项目(2011ZD51043) 航天科技创基金重点项目(CASC201101)资助~~ 

主　　题：蜂窝结构 高温合金 隔热试验 数值模拟 非线性 

摘      要：金属蜂窝板结构在高温热环境下的隔热特性是高速飞行器热防护设计的重要参数.使用自行研制的高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统,对高温合金蜂窝平板结构在高达800℃的非线性热环境下的隔热性能进行实验研究,获得了蜂窝板结构的瞬态和稳态传热特性以及在多利不同温度下金蜂窝平板结构隔热效果的实验数据.在考虑结构内部蜂窝芯壁面间辐射、金属结构的传热以及蜂窝腔内空气传热的多重热交换条件下,采用三维有限元计算方法对蜂窝板的隔热特性进行了数值模拟,计算结果和试验结果的吻合性良好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性,并为数值模拟方法能够在一定程度上较好地替代价格昂贵的气动热模拟试验打下了基础.讨论了在复杂非线性高温环境下金属蜂窝板隔热效率的变化,加热面温度的升降速度与隔热效率的关联性以及金属蜂窝板表面发射率的选取等问题,对高速飞行器金属蜂窝结构的热防护研究具有重要的参考价值.