| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-21页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 热防护材料的国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 非烧蚀型热防护材料 | 第12-13页 |
| 1.2.2 烧蚀型热防护材料 | 第13-14页 |
| 1.2.3 轻质碳化型烧蚀热防护材料 | 第14-15页 |
| 1.3 轻质碳化型烧蚀热防护材料的理论研究 | 第15-17页 |
| 1.3.1 轻质碳化烧蚀材料的物理-数学模型研究 | 第15页 |
| 1.3.2 酚醛树脂的热解机制及热解动力学研究 | 第15-17页 |
| 1.4 轻质碳化型烧蚀热防护材料的实验评价 | 第17-18页 |
| 1.5 烧蚀和热响应的数值仿真研究 | 第18-20页 |
| 1.5.1 以体积烧蚀为主体的数值解法研究 | 第18-19页 |
| 1.5.2 以表面烧蚀为主体的数值解法研究 | 第19-20页 |
| 1.6 本文的主要研究内容 | 第20-21页 |
| 第2章 实验方法与理论基础 | 第21-32页 |
| 2.1 引言 | 第21页 |
| 2.2 超轻质碳/酚醛复合材料的制备方案 | 第21-23页 |
| 2.2.1 CBC-PA复合材料的制备方案 | 第21-23页 |
| 2.2.2 CNF-PA复合材料的制备方案 | 第23页 |
| 2.3 材料参数测试和性能表征的实验方法 | 第23-26页 |
| 2.3.1 微观形貌观测方法 | 第23页 |
| 2.3.2 导热系数测试方法 | 第23-24页 |
| 2.3.3 孔隙度测试方法 | 第24页 |
| 2.3.4 发射率测试方法 | 第24页 |
| 2.3.5 热重分析实验 | 第24-25页 |
| 2.3.6 电弧风洞驻点烧蚀实验 | 第25-26页 |
| 2.4 酚醛树脂热解动力学分析的基本方法 | 第26-28页 |
| 2.4.1 热分析动力学基本方程 | 第26-27页 |
| 2.4.2 分阶段热解动力学模型的基本原理 | 第27-28页 |
| 2.5 烧蚀和热响应数值仿真的理论基础 | 第28-32页 |
| 2.5.1 基于数学方程的建模方法 | 第28-29页 |
| 2.5.2 偏微分方程的弱解形式 | 第29-30页 |
| 2.5.3 多场强耦合的非线性问题 | 第30-31页 |
| 2.5.4 变形网格技术中的变形几何 | 第31-32页 |
| 第3章 材料性能表征与分层现象模型 | 第32-51页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 材料基本属性参数的测试结果及分析 | 第32-40页 |
| 3.2.1 CBC-PA复合材料的属性参数 | 第32-34页 |
| 3.2.2 CNF-PA复合材料的属性参数 | 第34-35页 |
| 3.2.3 PA的热解行为研究 | 第35-40页 |
| 3.3 电弧风洞驻点烧蚀实验的结果及分析 | 第40-47页 |
| 3.3.1 CBC-PA复合材料的电弧风洞驻点烧蚀实验 | 第40-44页 |
| 3.3.2 CNF-PA复合材料的电弧风洞驻点烧蚀实验 | 第44-47页 |
| 3.4 烧蚀分层特性的物理模型 | 第47-50页 |
| 3.4.1 烧蚀后退层 | 第48页 |
| 3.4.2 碳化反应层 | 第48-49页 |
| 3.4.3 酚醛热解层 | 第49页 |
| 3.4.4 原始材料层 | 第49-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 第4章 烧蚀行为的本征数学模型 | 第51-64页 |
| 4.1 引言 | 第51页 |
| 4.2 烧蚀行为概述 | 第51-52页 |
| 4.2.1 表面烧蚀 | 第51-52页 |
| 4.2.2 体积烧蚀 | 第52页 |
| 4.3 体积烧蚀的控制方程 | 第52-58页 |
| 4.3.1 材料参数插值模型 | 第52-53页 |
| 4.3.2 热分解动力学模型 | 第53-54页 |
| 4.3.3 热解气体流动模型 | 第54-56页 |
| 4.3.4 控制体热响应模型 | 第56-58页 |
| 4.4 表面烧蚀和边界条件的控制方程 | 第58-63页 |
| 4.4.1 表面质量平衡方程 | 第58-61页 |
| 4.4.2 表面能量平衡方程 | 第61-63页 |
| 4.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 第5章 烧蚀和热响应的数值仿真 | 第64-97页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 数值仿真的求解方法 | 第64-65页 |
| 5.3 实验工况下的三维全尺寸数学建模 | 第65-69页 |
| 5.3.1 参数与变量 | 第65-66页 |
| 5.3.2 建模与求解 | 第66-69页 |
| 5.4 CBC-PA复合材料的算例分析 | 第69-83页 |
| 5.4.1 数据结果与误差分析 | 第69-72页 |
| 5.4.2 温度响应分析 | 第72-74页 |
| 5.4.3 热解行为分析 | 第74-78页 |
| 5.4.4 气体流场分析 | 第78-79页 |
| 5.4.5 表观孔隙压强分析 | 第79-81页 |
| 5.4.6 物性场的演化分析 | 第81-82页 |
| 5.4.7 防/隔热机制分析 | 第82-83页 |
| 5.5 CNF-PA复合材料的算例分析 | 第83-96页 |
| 5.5.1 数据结果与误差分析 | 第84-87页 |
| 5.5.2 温度响应分析 | 第87-88页 |
| 5.5.3 热解行为分析 | 第88-91页 |
| 5.5.4 气体流场分析 | 第91-92页 |
| 5.5.5 表观孔隙压强分析 | 第92-94页 |
| 5.5.6 物性场的演化分析 | 第94页 |
| 5.5.7 防/隔热机制分析 | 第94-96页 |
| 5.6 本章小结 | 第96-97页 |
| 结论 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-108页 |
| 致谢 | 第108页 |