涂层材料瞬态传热实验与导热系数辨识

作者：陈学; 卢国鹏; 孙创; 夏新林^*; 王秦阳; 康宏琳

来源：航空动力学报, 2023, 38(04): 777-786.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210208

• 涂层导热系数
• 瞬态平面热源法(TPS)
• 二维非稳态传热模型
• 粒子群算法
• 反演辨识

针对涂层-基体一体化的双层结构，为测试评估其中涂层材料的导热性能，提出基于瞬态平面热源法（transient plane source, TPS）的涂层材料导热系数反演辨识方法。根据Hot-Disk实验测试原理，建立基体-涂层-探头整体的二维非稳态传热模型；结合测量过程中的瞬时温升数据信息，采用粒子群优化算法反演辨识获得涂层材料的导热系数；并通过实验和数值模拟论证了上述方法的可靠性。结果表明：该测量方法能够有效获得涂层导热系数，测试反演的数值偏差小于4.0%。最后，实际测量和反演辨识获得了一种涂层材料常温至773 K的导热系数，随温度提高呈现增大趋势，数值范围为0.18～0.29 W/(m·K)。

• 单位
  北京空天技术研究所; 哈尔滨工业大学; 中国航天科工集团有限公司