刘宝瑞，李海波，贾洲侠，吴振强，程 昊



热噪声试验温度场分析方法研究

刘宝瑞，李海波，贾洲侠，吴振强，程 昊

（北京强度环境研究所，可靠性与环境工程技术重点实验室，北京，100076）

针对热噪声试验系统设计与评估需求，建立了热噪声试验系统热分析计算模型，采用宏观流团与流动路径建立噪声气流换热模型，基于蒙特卡罗法计算辐射换热，基于热网络法获得不同加热功率下主要受热部件的温度场分布规律。通过和热噪声试验结果的对比分析，验证了计算模型的有效性，并在此基础上对热噪声试验系统在噪声环境下的最大加热能力进行了预测，为热噪声试验系统的性能评估和设计优化提供了技术支撑。

热噪声试验系统；热网络法；蒙特卡罗法；温度场

0 引 言

飞行器在大气层中高超声速巡航或者再入飞行时，飞行器结构表面将承受严酷的气动热环境和高量级噪声环境。大面积防热结构的温度超过1200 ℃，鼻锥、翼前缘等区域温度超过2000 ℃，结构在高温环境下的材料力学性能、动力学特性等会发生改变，影响飞行器结构承载能力和飞行控制[1]。开展热噪声试验、考核结构在热噪声环境中的完整性和耐久性是高超声速飞行器结构设计必须开展的工作[2~7]。热噪声试验面临高量级噪声载荷和大热流热载荷同时施加的问题，既要满足试验件表面的噪声量级和温度条件，又要保证试验系统在高温环境下可靠工作，准确的热噪声试验系统温度场分析是其中加热系统设计的关键。……