高速气流传热与烧蚀热防护

绪论.

第1章 化学边界层理论

1.1 边界层的特性

1.2 可压缩层流边界层的控制方程

1.3 可压缩层流边界层方程的相似性解

1.4 有质量引射层流边界层的相似性解法

1.4.1 基本方程和边界条件

1.4.2 相似变换

1.4.3 壁面热交换

1.4.4 算例

1.5 高超声速化学边界层

1.5.1 有化学反应层流边界层基本方程

1.5.2 化学平衡边界层

1.5.3 化学冻结边界层

第2章 再入飞行器的热环境

2.1 热交换模型与气动加热基本参数

2.1.1 热交换模型

2.1.2 气动加热基本参数

2.2 简单外形层流气动加热计算

2.2.1 平板

2.2.2 半球

2.2.3 圆锥

2.2.4 圆柱

2.2.5 任意轴对称外形

2.3 简单外形湍流气动加热计算

2.4 翼前缘和舵面气动加热计算

2.4.1 翼前缘气动加热计算

2.4.2 舵面前缘气动加热计算

2.4.3 翼面气动加热计算

2.5 有迎角弹头气动加热计算

2.5.1 有迎角气动加热计算方法

2.5.2 轴对称比拟法

2.6 变熵效应

2.7 粗糙壁热增量计算

2.7.1 层流粗糙壁热增量因子计算

2.7.2 湍流粗糙壁热增量因子计算

2.8 转捩区热流计算与转捩准则

2.8.1 转捩区热流计算

2.8.2 转捩准则

第3章 热防护理论与工程计算

3.1 热防护概念

3.2 硅基复合材料烧蚀机理及工程计算

3.2.1 硅基复合材料烧蚀机理

3.2.2 液态层控制方程及其解析解

3.2.3 硅基复合材料烧蚀工程计算

3.3 碳基复合材料烧蚀机理及工程计算

3.3.1 碳基复合材料的物化性能及热化学烧蚀计算

3.3.2 碳基复合材料表面力学剥蚀特性

3.3.3 碳基复合材料烧蚀工程计算与实验结果的比较

3.4 碳化复合材料的烧蚀机理及工程计算

3.4.1 三种模型的基本方程

3.4.2 标准方程的差分离散

3.4.3 标准方程的初始条件与边界条件

……

第4章 大气中水生成物粒子对飞行器的侵蚀

第5章 飞行器气动加热的有限元数值模拟

第6章 混合型传热的数值计算

参考文献

主题词索引

《高速气流传热与烧蚀热防护》

作 者:姜贵庆，刘连元 著

丛 书 名:近代空气动力学丛书 冷配在线

出 版 社:国防工业出版社

ISBN:9787118028676

出版时间:2003-01-01

版 次:1

页 数:204

装 帧:精装

开 本:32开

高超声速飞行器己逐渐成为各国航空航天领域发展的重要方向，高超声速飞行器的气动加热问题是限制其发展的一个重要问题，被称为"热障"，热防护系统对高超声速飞行器至关重要。高超声速飞行器的热防护系统的主要作用，是在高超声速气动热力的环境卜保证飞行器内部结构的温度维持在一定的范围内，确保结构的安全，热防护系统的研究对高超声速飞行器的发展和应用具有重大意义。

常见的热防护系统有以下几种形式:吸热式热防护系统、传质换热防护系统、烧蚀热防护系统、辐射热防护系统等。根据防热方式进行分类，热防护系统可以分为被动热防护系统、半主动热防护系统和主动热防护系统三类。被动热防护结构主要包括刚性陶瓷隔热瓦、柔性陶瓷纤维隔热毡、金属热防护系统和一体化热防护系统等。一体化热防护系统是一种新型的集防热结构与承载结构于一体的热防护结构形式，不仅能够完成防热隔热功能，而且能够承受气动载荷和结构载荷，其结构形式简单且结构效率高，能够有效降低飞行器的重量，是一种极具发展前景的热防护形式。

对一体化热防护结构进行传热分析，准确地模拟传热过程，并分析结构的防热特性能够有效的指导一体化热防护结构的设计。张栖诚使用Abaqus有限元分析软件对建立一体化热防护结构的传热分析有限元模型，并进一步研究结构的防热特性，为结构设计提供依据。

热防护结构的传热过程是一个瞬态传热过程，结构的温度场随时间不断变化。使用Abaqus对结构进行瞬态 传热分析，可以得到结构在不同时刻的温度场。结构温度梯度最大时刻的温度分布如图所示，可以看出温度梯度主要存在于竖直方向，水平方向上的温度差距很小，结构的热量传递主要是沿着由上至下的方向传递。

《气动加热与热防护系统》主要介绍与高速飞行有关的气动加热和热防护问题。《气动加热与热防护系统》主要分为两部分:第一部分是气动加热，着重介绍高速气体力学以及相关的各种形式热交换及其计算方法;第二部分是热防护系统，着重介绍各种形式的热防护系统结构及其防热功能和设计计算方法。《气动加热与热防护系统》可供航空航天领域科技人员阅读参考，也可作为高等院校相关专业研究生的教材。