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烧蚀、除霜、升华等热致质量流失过程模拟

  热保护系统(Thermal Protection Systems)通常用于燃烧室高热流密度隔热、航天器和空间科学实验样品返回舱再入过程的热防护。 TPS一般采用烧蚀材料作为可消耗性的热控隔热保护层,此类热防护系统在早期的载人航天工程(Mercury、Gemini和Apollo项目)已经采用,并且在许多行星探测任务(降落于火星上的探测器 Athena Rovers、 Stardust和 Genesis)得到续用。

  在极高外热流加热条件下,烧蚀材料或者利用相变潜热、或者利用化学反应(Charring)过程大量吸收外加热量。由于烧蚀材料具有高热容、低导热特点,所以能有效避免内壁温度过高,从而实现热防护功能。

  SINDA/FLUINT提供了不考虑化学反应过程的烧蚀模拟工具(请注意:含化学反应过程的烧蚀模拟将在新版本中提供)。用户能利用ABLATE子函数建立1-D烧蚀模型,并自定义烧蚀材料属性、总厚度、烧蚀材料分层数目等参数。在Thermal Desktop图形界面环境下烧蚀模拟可通过设定烧蚀材料属性、然后选择受保护的曲面而方便快捷地完成。

  在SINDA中直接模拟烧蚀过程的优点在于软件提供的优化功能,如烧蚀材料选择、厚度尺寸设置、能直接提供给NASATRAN和ANSYS使用的热分布图以及后处理功能等。

  下面是用Thermal Desktop模拟的简单返回舱的烧蚀模型。温度、热流密度、烧蚀材料厚度等参数能在图形界面环境下实现后处理显示功能,也能绘出各种参数的XY坐标图。在这个简单的例子中,热防护材料的剩余厚度分布以色彩差异形式绘出,EZ-XY软件同时给出了热防护材料温度随时间变化的过程,在分层烧蚀中,下一层烧蚀材料的温度在上一层烧蚀材料已完全烧蚀后持续升高至烧蚀点,吸收相变潜热后,物态变化,开始更深层的烧蚀。

 

  有关复杂烧蚀过程模拟的详细信息,请与我们联系。

 

 

SINDA/FLUINT代理商:

北京红缨联合科技有限公司

公司电话:010-80751005
     
  传真:010-80751005

电子邮箱:红缨联合销售部

 




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



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