新型热防护结构的热力耦合分析与设计

项目名称： 新型热防护结构的热力耦合分析与设计

项目编号： No.10902030

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 解维华

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 18万元

中文摘要： 目前的航天飞行器以毡/瓦式热防护结构为主，通过粘接或机械连接"寄生"在机身之上，存在结构效率低、成本高的问题。考虑机身与热防护的一体化设计是解决上述问题的一个有效途径和重要发展方向。波纹夹芯结构填充隔热材料是一种新型的一体化防热结构，可以大幅提高结构效率、降低成本。但这种结构对承载、传热与结构性能的综合要求极为苛刻，内外表面近千度的温差造成巨大的热梯度，存在变形协调设计与性能匹配等问题，针对新型结构特殊热环境下的热力耦合分析与设计是解决问题的关键与难点。本项目针对不同拓扑形式的一体化结构进行深入分析，建立新型结构高热梯度与力学行为耦合的函数分析模型和传热机理分析模型。同时通过实验，研究结构在高温环境下的响应机理，验证并修改分析模型。实现高温、大温度梯度环境下的热力耦合精细数值模拟。为新型热防护及高温结构在飞行器结构中的应用奠定理论基础，提供分析与设计的方法。

中文关键词： 力热结构耦合；热防护系统；热力耦合分析；一体化设计；

英文摘要：

英文关键词： structural-thermal coupling；thermal protection systems；coupling analysis；ITPS design；