[發明專利]適用于多層薄壁防隔熱結構的計算分析方法及系統、介質

在審

• 申請號: 202110534851.4
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113326644A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 劉陸廣;竇怡彬;李煜;陸云超;李宗陽;許斌;劉國剛
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/28;G06F119/08;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種適用于多層薄壁防隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：應用流體動力學計算飛行器實際飛行過程中不同時刻舵面所受到的三維非均勻熱載荷；

步驟S2：采用復合材料分層鋪層技術建立空氣舵典型骨架蒙皮結構；

步驟S3：基于計算得到的典型時刻三維非均布熱載荷采用插值程序將熱載荷插值到舵面最外層鋪層節點上；

步驟S4：基于插值計算得到的鋪層單元節點熱載荷采用非均布熱流子程序插值獲得熱壁熱流，通過考慮輻射得到結構不同時刻所受到的凈熱流；

步驟S5：采用三維數值傳熱分析精確計算提取空氣舵全飛行彈道典型特征時刻三維溫度場。

2.根據權利要求1所述的適用于多層薄壁防隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，所述步驟S2中采用ABAQUS鋪層殼單元建立空氣舵典型骨架蒙皮結構，通過一層殼單元能夠模擬不同分層的防隔熱。

3.根據權利要求1所述的適用于多層薄壁防隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，所述步驟S3中通過雙線性插值程序將三維非均布熱載荷插值到舵面最外層鋪層節點上。

4.根據權利要求3所述的適用于多層薄壁隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，采用雙線性插值方法包括：

在已知四個點Q₁₁(x₁,y₁)，Q₁₂(x₁,y₂)，Q₂₁(x₂,y₁)，Q₂₂(x₂,y₂)氣動熱系數的前提下，通過下式求四個點中間的一個點P＝(x,y)的氣動熱系數值，X軸方向線性插值插入R₁，R₂；

其中，R₁＝(x,y₁)，R₂＝(x,y₂)；

通過下式求Y軸方向線性插值計算P點的氣動熱系數：

式中，x₁、y₁；x₂、y₂；x₃、y₃；x₄、y₄為已知點Q₁₁，Q₁₂，Q₂₁和Q₂₂的坐標值，x，y為插值點P的坐標值，f₁(Q₁₁)，f₁(Q₁₂)，f₂(Q₁₂)，f₂(Q₁₂)為已知點Q₁₁，Q₁₂，Q₂₁和Q₂₂的氣動熱系數值，f₁(R₁)，f₂(R₂)，f(P)為插值點R₁，R₂和P的氣動熱系數值。

5.根據權利要求1所述的適用于多層薄壁隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，所述步驟S4中通過考慮輻射得到結構不同時刻所受到的凈熱流作為輸入熱載荷，能夠定義非均勻的與位置、時間、溫度、單元和積分點相關的熱源方程。

6.根據權利要求5所述的適用于多層薄壁隔熱結構的計算分析方法，其特征在于，所述步驟S4中調用計算過程中，每一個單元積分點都會從這個程序得到，當單元為一次單元時，不管是熱傳導分析、溫度-結構耦合分析或溫度-電場-結構耦合分析時，都將節點作為FLUX積分點進行計算。