一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法技术

一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，属于空气动力学风洞设计技术领域。本发明专利技术解决了高超声速设备运行过程中，目前常用材料的使用温度极限低于风洞运行温度，难以同时兼顾支撑‑热防护性能的问题。本发明专利技术通过设计喷管内壳厚度，根据喷管设计马赫数确定内壁面压力，根据压力容器国标计算喷管内壳厚度；确定喷管冷却结构位置及尺寸范围；喷管冷却结构CFD仿真计算；喷管冷却结构的多目标优化以及选择材料以及加工工艺。解决了超高温风洞在运行温度超过现有材料使用温度极限的情况下，通过合理的冷却结构设计，使其能在现有材料体系下正常运行的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空气动力学风洞设计，具体涉及一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法。

技术介绍

1、飞得更高、更快一直是人类发展的主旋律，高超声速飞行不可避免的带来气动热问题。作为唯一可以模拟飞行器飞行状态的试验设备，高超声速超高温风洞的需求迫在眉睫。然而超高温风洞的使用温度一般在2000k附近，高超声速设备运行时，经过加热的高温高压气体在流过洞体后，热气流不可避免会向洞体传热，风洞喷管喉道位置会经受严重热考核，如果不采取有效措施，在高温高压气流作用下，结构将产生破坏进而带来严重安全隐患。目前常用材料的使用温度极限低于风洞运行温度，难以同时兼顾支撑-热防护性能。

2、因此，本申请提出一种超高温风洞喷管冷却结构的设计方法用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本专利技术研发目的是为了解决高超声速设备运行过程中，目前常用材料的使用温度极限低于风洞运行温度，难以同时兼顾支撑-热防护性能的问题。在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤2具体为：在冷却通道体积占比及数量相同情况下，分别假设冷却通道具有不同形状；

3.根据权利要求2所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤41具体为：将步骤2生成的测试集的冷却通道的尺寸、形状、数量及冷却水量作为设计变量，根据实际工况设定约束条件，目标参数包括喷管内壁面最高温度和喷管冷却效率；

4.根据权利要求3所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤42具体为：采...

【技术特征摘要】

1.一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤2具体为：在冷却通道体积占比及数量相同情况下，分别假设冷却通道具有不同形状；

3.根据权利要求2所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤41具体为：将步骤2生成的测试集的冷却通道的尺寸、形状、数量及冷却水量作为设计变量，根据实际工况设定约束条件，目标参数包括喷管内壁面最高温度和喷管冷却效率；

4.根据权利要求3所述的一种超高温风洞喷管冷却结构设计方法，其特征在于，所述步骤42具体为：采用不同多目标遗传算...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐欣欣，王宇楠，袁野，王碧玲，钱战森，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：