超音速飞行器热防护仿真软件的开发

发布时间：2017-09-15 04:08

  本文关键词：超音速飞行器热防护仿真软件的开发

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【摘要】：超音速飞行器再入环境为高焓、低热流和长时间,其气动热和热防护问题是航天领域关注的热点问题。目前,国内缺乏超音速飞行器的专业仿真软件。因此,开发超音速飞行器的热防护仿真软件具有重要的工程意义。 本文基于飞行器热防护理论,建立了炭化复合材料的烧蚀模型,利用C++、 Mat lab及Access等计算机语言,开发了超音速飞行器热防护仿真软件,该软件包含数据库系统、前处理系统、应用系统、后处理系统以及评估系统五大系统；并实现软件脱离编译环境而独立运行。 论文的主要工作如下： (1)探讨了极端环境下炭化复合材料的烧蚀机理,建立了热解层模型和热解面模型;基于此,设计了超音速飞行器的热防护仿真软件的主界面及其子系统的界面：利用Setup Factory7,对超音速飞行器热防护仿真软件进了打包与发布,实现了程序的可移植性。 (2)针对飞行器热防护优化设计的需要,利用VC++和Accesss数据库编程软件,设计合适的库表结构,开发了材料数据库和方案数据库。 (3)利用VC++和Matlab,开发了热防护仿真软件的应用系统及其前后处理系统。该系统通过人机交互界面,在前处理系统中输入有关参数,在应用系统中能够进行热响应和气动热计算,并在后处理系统中以图表形式显示热防护层的背面温度、壁面温度等的变化规律。 (4)利用VC++、Matlab和Accesss数据库编程软件,开发了热防护仿真软件的评估系统,实现了有效热容的计算以及性能评估的结果显示。
【关键词】：热防护 烧蚀模型 热响应 气动热 人机交互 数据库 曲线拟合
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V244.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 热防护方案10-12
• 1.2.2 防热复合材料的烧蚀模型12-13
• 1.2.3 热防护仿真软件及其开发技术13-14
• 1.3 研究内容及方法14-16
• 第2章 热防护的数理模型及软件设计16-29
• 2.1 炭化复合材料的烧蚀机理16-17
• 2.2 热防护计算模型17-21
• 2.2.1 热解层模型17-20
• 2.2.2 热解面模型20-21
• 2.3 软件设计21-26
• 2.4 程序的打包发布26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 数据库系统的开发29-52
• 3.1 VC++与ACCESS的软件介绍29-31
• 3.1.1 VC++及其数据库编程功能29
• 3.1.2 Access简介及其库表设计29-31
• 3.2 数据库编程语言和连接方法31-36
• 3.2.1 SQL语言31-34
• 3.2.2 数据库连接方法34-36
• 3.3 材料数据库的设计与开发36-50
• 3.3.1 材料数据库主界面的设计与开发37-45
• 3.3.1.1 创建数据库、表37-39
• 3.3.1.2 数据库界面设计39-41
• 3.3.1.3 公共类设计41-42
• 3.3.1.4 数据库操作功能设计42-45
• 3.3.2 曲线拟合模块设计45-50
• 3.3.2.1 曲线拟合原理45-46
• 3.3.2.2 曲线拟合编程46-47
• 3.3.2.3 曲线拟合模块界面设计47-50
• 3.4 方案数据库的设计与开发50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 应用系统及其前后处理系统的开发52-65
• 4.1 MATLAB及其混合编程功能53-54
• 4.2 动态链接库54
• 4.3 VISUAL C++与MATLAB的混合编程方法54-56
• 4.3.1 VC++运行Matlab生成的可独立运行的.exe程序55
• 4.3.2 VC++调用Matlab编译后的动态链接库55
• 4.3.3 VC++通过COM组件调用Matlab程序55-56
• 4.3.4 使用Matcom软件实现VC++和Matlab混合编程56
• 4.3.5 VC++调用Matlab C++数学库56
• 4.4 前处理系统的设计与开发56-59
• 4.5 应用系统的设计与开发59-61
• 4.6 后处理系统的设计与开发61-64
• 4.7 本章小结64-65
• 第5章 评估系统的开发65-70
• 5.1 有效热容的计算65-66
• 5.2 热防护性能评估结果显示66-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第6章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-74
• 附录74-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集8

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 范真祥;程海峰;张长瑞;唐耿平;;热防护材料的研究进展[J];材料导报;2005年01期

2 赵玲;吕国志;任克亮;;可重复使用飞行器热防护系统辐射-传导复合传热分析[J];飞机设计;2007年01期

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4 王子才;仿真技术发展及应用[J];中国工程科学;2003年02期

5 沈娟;李舰;;高超声速飞行器的防热材料与防热结构进展[J];飞航导弹;2013年01期

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9 张忠利;;姿控发动机热防护研究[J];火箭推进;2008年03期

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中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐晓亮;热防护机理与烧蚀钝体绕流的涡方法研究[D];北京交通大学;2011年

2 杨德军;防热复合材料烧蚀行为的数值模拟[D];兰州理工大学;2013年

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本文编号：854204