复杂型面耦合传热仿真方法及在复合结构喷管中的应用研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第17-36页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 喷管传热烧蚀发展概况 | 第18-23页 |
| 1.3 耦合传热计算发展概况 | 第23-31页 |
| 1.3.1 耦合传热求解器 | 第23-26页 |
| 1.3.2 耦合传热时间推进 | 第26-27页 |
| 1.3.3 耦合传热边界处理 | 第27-31页 |
| 1.4 烧蚀形貌测量方法发展概况 | 第31-34页 |
| 1.5 本论文的主要研究工作 | 第34-36页 |
| 2 复杂型面耦合传热计算方法 | 第36-61页 |
| 2.1 流体区域控制方程及数值算法 | 第36-51页 |
| 2.1.1 流体区域控制方程 | 第36-38页 |
| 2.1.2 气体状态参数 | 第38页 |
| 2.1.3 湍流模型 | 第38-41页 |
| 2.1.4 无粘通量计算 | 第41-46页 |
| 2.1.5 粘性通量计算 | 第46页 |
| 2.1.6 时间推进算法 | 第46-49页 |
| 2.1.7 边界条件处理 | 第49-51页 |
| 2.2 固体区域控制方程及数值算法 | 第51-52页 |
| 2.2.1 固体区域控制方程 | 第51页 |
| 2.2.2 空间离散方法 | 第51-52页 |
| 2.2.3 时间推进算法 | 第52页 |
| 2.3 耦合传热时间推进算法 | 第52-55页 |
| 2.3.1 紧耦合 | 第53-54页 |
| 2.3.2 松耦合 | 第54-55页 |
| 2.4 流热耦合边界处理 | 第55-59页 |
| 2.4.1 正交界面耦合传热 | 第55-56页 |
| 2.4.2 非正交界面下基于插值的耦合算法 | 第56-57页 |
| 2.4.3 非正交界面下基于坐标变换的耦合方法 | 第57-59页 |
| 2.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 3 耦合传热方法算例验证及精度分析 | 第61-85页 |
| 3.1 流场仿真算例验证 | 第61-68页 |
| 3.1.1 一维Sod激波管问题 | 第61-63页 |
| 3.1.2 超音速锲形体算例验证 | 第63-66页 |
| 3.1.3 Sajben喷管算例验证 | 第66-68页 |
| 3.2 固体热传导程序算例验证 | 第68-71页 |
| 3.2.1 半无限大平板热传导 | 第68-69页 |
| 3.2.2 二维热传导验证 | 第69-71页 |
| 3.3 耦合传热方法空间精度分析 | 第71-76页 |
| 3.3.1 双层复合平板热传导 | 第71-73页 |
| 3.3.2 双层圆筒壁热传导 | 第73-76页 |
| 3.4 耦合传热算例验证 | 第76-84页 |
| 3.4.1 圆柱绕流激波气动加热算例 | 第76-79页 |
| 3.4.2 外壁水冷喷管 | 第79-80页 |
| 3.4.3 NOL喷管耦合传热 | 第80-84页 |
| 3.5 本章小结 | 第84-85页 |
| 4 喷管烧蚀形貌精细化测量及分析 | 第85-103页 |
| 4.1 烧蚀形貌数据重构 | 第85-93页 |
| 4.1.1 获取数据点云 | 第86-88页 |
| 4.1.2 数据点云的网格化处理 | 第88-89页 |
| 4.1.3 坐标系位置偏移修正 | 第89-93页 |
| 4.2 烧蚀形貌重构结果及规律分析 | 第93-97页 |
| 4.3 烧蚀微观形貌 | 第97-99页 |
| 4.4 石墨喉衬烧蚀研究 | 第99-102页 |
| 4.4.1 石墨烧蚀模型 | 第99-101页 |
| 4.4.2 石墨烧蚀控制机理研究 | 第101-102页 |
| 4.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 5 烧蚀型面变化对喷管工作性能的影响 | 第103-128页 |
| 5.1 复合结构喷管烧蚀试验 | 第103-105页 |
| 5.2 物理模型描述 | 第105-107页 |
| 5.3 计算模型描述 | 第107-112页 |
| 5.3.1 网格及边界条件 | 第107-109页 |
| 5.3.2 网格相关性研究 | 第109-112页 |
| 5.4 模型一: 流场仿真 | 第112-119页 |
| 5.4.1 型面变化对速度场的影响 | 第112-115页 |
| 5.4.2 型面变化对压力场的影响 | 第115-118页 |
| 5.4.3 型面变化对温度场的影响 | 第118-119页 |
| 5.5 模型二: 耦合传热仿真 | 第119-126页 |
| 5.5.1 型面变化对流场的影响 | 第120-121页 |
| 5.5.2 型面变化对壁面热传导的影响 | 第121-126页 |
| 5.6 本章小结 | 第126-128页 |
| 6 结论与展望 | 第128-131页 |
| 6.1 本文研究工作总结 | 第128-129页 |
| 6.2 本文创新点 | 第129-130页 |
| 6.3 今后研究工作展望 | 第130-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-142页 |
| 攻读博士学位期间科研成果 | 第142页 |
