多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板熱--結(jié)構(gòu)分析與輕量化設(shè)計(jì)的開題報(bào)告1.研究背景與意義主動(dòng)冷卻技術(shù)是火箭、導(dǎo)彈等發(fā)動(dòng)機(jī)制造中經(jīng)典的解決方案，可為熱反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量提供散熱條件，同時(shí)減少材料的熱應(yīng)力和變形。目前，傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)已無法滿足高速、高熱負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)工作需求，因此需要開發(fā)新的主動(dòng)冷卻方案。研究多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板熱--結(jié)構(gòu)分析與輕量化設(shè)計(jì)，可以提高壁板的散熱性能，并且減少熱應(yīng)力和變形，有重要的應(yīng)用意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者在主動(dòng)冷卻方面的研究主要集中在傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)改進(jìn)和新型散熱涂層的研究上，對于多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻的研究報(bào)道較少，尤其在熱--結(jié)構(gòu)耦合分析和輕量化設(shè)計(jì)方面缺乏深入探討。因此，本研究旨在對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板進(jìn)行深入研究，為推動(dòng)主動(dòng)冷卻技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。2.研究內(nèi)容本研究將圍繞多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板熱--結(jié)構(gòu)分析和輕量化設(shè)計(jì)進(jìn)行以下研究內(nèi)容的探討：1)基于熱--結(jié)構(gòu)耦合的多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板數(shù)值模擬分析，包括壁板的溫度場分布、熱應(yīng)力分布等；2)設(shè)計(jì)并搭建多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，添加傳感器對壁板進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；3)對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的輕量化設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，包括壁板的材料優(yōu)化設(shè)計(jì)、整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等；4)對實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較分析，并結(jié)合輕量化設(shè)計(jì)結(jié)果優(yōu)化壁板設(shè)計(jì)。3.預(yù)期研究結(jié)果1)通過數(shù)值模擬對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板進(jìn)行分析，預(yù)測壁板的熱耐久性能和可行性，并得到優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議；2)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板進(jìn)行測試，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過與數(shù)值模擬結(jié)果的對比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；3)通過輕量化設(shè)計(jì)，優(yōu)化多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輕量化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)；4)提出多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的設(shè)計(jì)建議，并為主動(dòng)冷卻技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。4.研究方法與技術(shù)路線1)基于Fluent等軟件進(jìn)行多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的數(shù)值模擬分析；2)利用ITC等熱學(xué)測試儀器搭建多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；3)使用ANSYS等有限元分析軟件對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板進(jìn)行熱--結(jié)構(gòu)耦合分析；4)運(yùn)用輕量化設(shè)計(jì)方法，對多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；5)綜合數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻壁板的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。5.參考文獻(xiàn)[1]王凌.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)冷卻技術(shù)研究評述[J].火炮發(fā)射與控制雜志,2021(6):42-48.[2]李盛鋼,袁志明,劉國華,等.基于多孔材料增強(qiáng)主動(dòng)冷卻的高溫渦輪葉片熱應(yīng)力分析[J].土木建筑與環(huán)境工程,2019(4):77-81.[3]郭業(yè)川,姚義,涂國勝.法向流入管式平板主動(dòng)冷卻傳熱的數(shù)值模擬[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2020,41(10):1979-1992.[4]RogersT.W.,RawalS.,HaggertyD.E.Activecoolingofhypersonicvehiclestructures[C]//2016IEEEAerospaceConference.IEEE,2016:1-11.[5]KumarC.M.,BhatA.K.Seismicresponseanddesignofactive