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Simulation of an aircraft thermal management system based on vapor cycle response surface model

Chinese Journal of Aeronautics 2024年第6期37卷 64-77页

作者： Haodong LIU Hongsheng JIANG Sujun DONG Longxian XUE Yongji LIU Jianjun WU School of Aeronautic Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China Chengdu Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry Corporation of ChinaChengdu 610091China

The modern aircraft thermal management system(TMS)faces significant challenges due to increasing thermal loads and limited heat dissipation *** optimize TMS during the conceptual design stage,the development of a modeling and simulation tool is *** this study,a TMS simulation model library was created using MATLAB/*** simplify the complexity of the Vapor Cycle system(VCS)model,a Response Surface Model(RSM)was constructed using the Monte Carlo method and validated through simulation *** the F-22 fighter TMS as an example,a thermal dynamic simulation model was constructed to analyze the variation of thermal response parameters in key subsystems and elucidate their coupling ***,the impact of total fuel flow and ram air flow on the TMS was *** findings demonstrate the existence of an optimal total fuel flow that achieves a balance between maximizing fuel heat sink utilization and minimizing bleed air *** adaptive distribution of fuel and ram air flow was found to enhance aircraft thermal management *** study contributes to improving modeling efficiency and enhancing the understanding of the thermal dynamic characteristics of TMS,thereby facilitating further optimization in aircraft TMS design.

关键词： thermal management sys-tem Vaporcycle Response surface model Dynamic simulation MonteCarlo

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