[發(fā)明專利]飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211360859.4 | 申請日： | 2022-11-02 |
| 公開（公告）號： | CN115688278A | 公開（公告）日： | 2023-02-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李青;余釗圣;袁先旭;林昭武;李婷婷 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所 |
| 主分類號： | G06F30/15 | 分類號： | G06F30/15;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F113/26 |
| 代理公司： | 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214 | 代理人： | 周浩杰 |
| 地址： | 621052 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 飛行器 頭部 駐點燒蝕 區(qū)域 防熱 材料 預(yù)測 方法 | ||
1.一種飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，包括步驟：碳基防熱材料損失質(zhì)量的物理過程包括氣動力剝離燒蝕顆粒物理過程，在氣動力剝離燒蝕顆粒物理過程中，利用燒蝕顆粒氣動力剝離速度規(guī)律，并采用Hiemenz流動作為駐點流模型計算氣動力剝離燒蝕顆粒引起的燒蝕質(zhì)量損失；基于燒蝕質(zhì)量損失計算結(jié)果，預(yù)測燒蝕質(zhì)量剝離和燒蝕壁面后退速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，所述利用燒蝕顆粒氣動力剝離速度規(guī)律，并采用Hiemenz流動作為駐點流模型計算氣動力剝離燒蝕顆粒引起的燒蝕質(zhì)量損失，包括子步驟：
S1，計算在駐點流條件下考慮顆粒和流體慣性效應(yīng)修正的顆粒啟動速度；
S2，計算得到的顆粒啟動速度等于燒蝕顆粒的剝離速度，也就是燒蝕材料的質(zhì)量損失速度或界面后退速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S1中，包括子步驟：
S11，初步測量碳基復(fù)合材料里碳基纖維和無機顆粒的直徑范圍dp和顆粒密度ρp，對于氧化硅熔融層形成的液滴直徑和密度能夠確定性地獲得；
S12，通過正激波和脫體激波關(guān)系式計算空氣的物理參數(shù)，所述空氣的物理參數(shù)包括氣體密度ρf、氣流的運動粘性系數(shù)ν，計算顆粒密度和氣體密度之比ρr，即ρr＝ρp/ρf；
S13，計算Hiemenz流動的邊界層特征長度其中B是Hiemenz流動的擠壓率；
S14，計算決定燒蝕顆粒慣性的重要參數(shù)St，其中St給定方法為：
其中，τp為粉體響應(yīng)特征時間，τf為表示流體特征時間；
S15，計算顆粒周圍流體慣性ReX，ReX的給定方法為：
其中，Xp為燒蝕顆粒遠(yuǎn)離駐點的位置；
S16，對流場進行數(shù)學(xué)建模，計算流場區(qū)域內(nèi)顆粒及氣流的動力學(xué)信息；
S17，以粉體顆粒移動直徑范圍dp內(nèi)的一個直徑時，所具有的速度為顆粒啟動速度，即剝離速度Vp0，該剝離速度Vp0從步驟S16計算出的動力學(xué)信息中提?。?/p>
S18，以步驟S14中的St和步驟S15中的ReX為標(biāo)準(zhǔn)，對步驟S16中的顆粒啟動速度進行無量綱化；
S19，以步驟S18中的無量綱化顆粒啟動速度進行曲線擬合，獲得無量綱化顆粒啟動速度的擬合關(guān)系式Vp0～(dp,ρr,B,ν)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S11中，利用采樣法初步測量碳基復(fù)合材料里碳基纖維和無機顆粒的直徑范圍dp和顆粒密度ρp。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S11中，對于氧化硅熔融層形成的液滴直徑和密度能夠確定性地獲得具體為采用查表精確獲得，顆粒信息和防熱材料密切相關(guān)，從而能夠根據(jù)查表確定性的獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S16中，所述計算流場區(qū)域內(nèi)顆粒及氣流的動力學(xué)信息具體為采用PR-DNS方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，表征流體慣性的流動雷諾數(shù)隨著遠(yuǎn)離駐點位移的增加而增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器頭部駐點燒蝕區(qū)域的碳基防熱材料燒蝕預(yù)測方法，其特征在于，所述Hiemenz流動為全場非均勻加速流動。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所，未經(jīng)中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202211360859.4/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
