超声速气流中复杂冷却结构的传热分析方法

作者：黄日鑫^*; 谭永华; 刘军彦; 杨宝娥

来源：推进技术, 2019, 40(02): 376-381.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.180005

• 超声速气流
• 再生冷却
• 有限元方法
• 参考焓法
• 传热分析

针对应用于高超声速吸气式发动机中的复杂再生冷却结构,为了更好地对其进行传热性能评估,在充分借鉴液体火箭发动机传热分析方法的基础上,集成多种成熟高效的技术,建立了一种解耦的传热分析方法。该方法首先借助计算流体力学技术确定结构件工作的热环境,提取必要的参数后依据半经验关系式确定气侧的换热边界条件;然后,通过将冷却流动假设成一维流动,根据换热准则确定液侧的换热边界;最后,对冷却结构进行有限单元离散,计算传热过程,获得温度场特征。该方法将换热与导热过程解耦,降低了研究问题的复杂性,适用于复杂构型的热防护设计。通过后掠尖缘再生冷却支板的热防护试验,证实了传热分析方法的可靠性,且显示算法对本例的预测误差约在8%左右。

• 单位
  西安航天动力研究所