CN115982854B 一种应用于烧蚀型热防护系统的设计方法 （重庆大学）

本发明公开了一种应用于烧蚀型热防护系不确定性随机参数进行量化并采用抽样技术生热防护系统的最高背温的温度特征量为输出变的概率分布特性并对不确定性参数进行灵敏度2S1、根据所给飞行器的外形尺寸和飞行历程设计所述热响应相关参数包括几何尺寸参数、材料属性参数、飞行弹道S2、根据所述热响应相关参数确定其中具有不确序列剩下的值中再各随机选取一个样本值得到新的一个随机输入样本，以此类推可得到M个随机输入样本且任意不确定性参数的值在M个随机输入样本中对所述分析模型进行网格化处理，根据设计尺寸分别做出用根据网格变形算法从标称面网格/体网格得到每组随机输入样本对应的面网格/体网S6、依据从步骤S4中所得到的随机输入样本中对所给飞行器整个飞行历程下的t个时刻求解得到M个飞行历程下的冷壁热流S7、依据从步骤S4中所得到的随机输入样本中的个热防护系统空间内所有有限节点在时间历程内每个计算时刻的S10、由步骤S9所得到的M个不确定性输入参数组合样本及其对应的输出温度特征量，3所述几何尺寸参数的不确定性量化表征根据光学扫描仪对热防护涂层所述来流条件参数中具有不确定性的参数包括飞行器的整个飞行历程中的高度、速4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3和步骤S1式中Ch为焓对流交换系数，通过设置焓对流交换系数以及气体恢复焓等效得到该时刻n8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S45[0002]高速飞行器返回再入及其在大气层内飞行的过程中面临6到M个随机输入样本且任意不确定性参数的值在M个随机输入样本中仅[0013]根据网格变形算法从标称面网格/体网格得到每组随机输入样本对应的面网格/[0015]对所给飞行器整个飞行历程下的t个时刻求解得到M个飞行历程下的冷壁热流[0016]S7、依据从步骤S4中所得到的随机输入样本中的的材料属性参数和几何尺寸参[0018]S9、从这M个温度场向量T(x,y,z,t)历程内的最高温度作为这M个不确定性输入样本所[0024]所述几何尺寸参数的不确定性量化表征根据光学扫描仪对热防护涂层的测量获[0025]所述来流条件参数中具有不确定性的参数包括飞行器的整个飞行历程中的高度、[0027]进一步的，步骤S3和步骤S11中所述抽样的方法为基于拉丁超立方的蒙特卡洛抽7得到N组不确定性参数的样本序列。8[0063]高超声速飞行器的热防护系统处于最外侧，烧蚀型热防护系统材料主要分为硅9施例中结合相关文献对这些不参数进行不确[0068]S3、按照上述所表征的每个具有不确定性的参数的概率个概率相同的区间内随机选取一个值，获得的M个值组成对应不确定性参数的一组样本序到M个随机输入样本且任意参数的值在M个随机输入样本中仅[0099]g=-!(3)VP(6)Q--PF,(10)[0123]烧蚀是由于材料所承受的热和/或机械载荷而从结构表面去除的过程，因为烧蚀小热量的加载(-n⃞i.,P(H,-H,))。烧蚀速率一般取决于温度T，压力P和边界处的热解气体[0135]SAMCEF_Thermal/Amaryllis软件中边界条件处的气动热流加载方式通过下式转[0138]S8、采用牛顿迭代法与时间隐式积分方法求解步骤S7中得到的M个非线性偏微分方程组，得到M个温度场向量T(x,y,z,t)即整个热防护系统空间内所有有限节点在时间历[0161]S9、从这M个温度场向量T(x,y,z,t)历程内的最高温度作为这M个不确定性的随机输入样本所即β=(f"R'f)-'f"R'y(30)[0183]可将M组随机输入样本分为训练样本和测试样本，如果测得代理模型拟合的精度[0187]通过Kriging代理模型进行n次基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛模拟还可以计算相关文献资料可得来流条件参数的分散性可达到20于是设置来流条件参数的标准差为