[發明專利]單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構

在審

• 申請號: 202310583111.9
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116620571A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 翟睿瓊;李西園;于錢;樊彥艷
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B64G1/52
• 分類號: B64G1/52;B64G1/58;G06F30/20;G06F30/15;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/26
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 郭棟梁

1.單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，包括燒蝕防熱層（1）、熱疏解結構層（2）和承力隔熱層（3），所述燒蝕防熱層（1）、熱疏解結構層（2）和承力隔熱層（3）均為實體結構，采用機械連接配合膠接的方式進行組合固定安裝。

2.根據權利要求1所述的單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，所述燒蝕防熱層（1）位于艙板最外層，朝向外部熱環境，所述燒蝕防熱層（1）由耐燒蝕復合材料制成。

3.根據權利要求2所述的單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，所述熱疏解結構層（2）為中間夾層，由高熱導率材料配合輕質低密度材料制成。

4.根據權利要求3所述的單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，所述承力隔熱層（3）位于最內層，朝向被保護艙內結構，由蜂窩材料制成，起到力學支撐作用。

5.根據權利要求4所述的單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，所述機械連接采用耐高溫非金屬螺釘連接方式。

6.根據權利要求5所述的單端熱量集中的熱疏解優化熱防護艙板結構，其特征在于，所述熱疏解結構層（2）材料按照優化設計給出布設結果，所述優化設計流程，包括以下步驟：

S1、建立結構模型，并確定換熱結構設計區域；

S2、設定區域導熱屬性，確定熱傳導計算式，設定定義域的邊界條件，并添加設計區域內的約束條件，即區域內最大溫差約束和兩種材料體積分數；

S3、設立目標函數，即溫度場達到穩態時區域內平均最低，且區域內最大溫差最小，并給出其數學模型；

S4、確定控制方程，即穩態溫度平衡方程；

S5、在定義域內對設計區域和非設計區域分別劃分不同密度的網格；

S6、將單元熱導率作為設計變量，設置設計區域內單元的初始熱導率；

S7、進行區域內熱流密度計算；

S8、判別單元效能；

S9、將高效能單元區域材料更替為高熱導率材料；

S10、在設計區域內對設計變量進行迭代計算，至目標函數收斂；

S11、給出平衡溫度場分布；

S12、輸出材料分布優化形狀計算結果。