张涛
- 作品数：12 被引量：60H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学宇航学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 固体火箭发动机绝热层温度场的有限元计算方法被引量：6
- 2009年
- 利用有限元法计算了固体火箭发动机绝热层在移动边界条件下的二维温度场.采用碳化层-热解面-原始材料的二维碳化烧蚀模型;推导了将热解气体对流项作为源项的有限元计算方法;采用当量对流换热系数和当量热流的方法处理复杂边界条件.采用无限插值法获得移动边界条件下的三角形网格,提高了网格生成速度和网格质量.计算结果表明,利用有限元法计算固体火箭发动机绝热层的温度场收敛性和稳定性都较好.
- 张涛孙冰
- 关键词：温度场固体火箭发动机绝热层烧蚀有限元
- 航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护数值仿真研究(英文)被引量：8
- 2011年
- 对航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护进行了全过程数值仿真研究。采用修正Lees驻点热流密度方法和参考焓方法计算再入热流密度。采用JANAF模型计算烧蚀率。利用有限元法计算钝锥体再入航天器烧蚀层在移动边界条件下的轴对称温度场。采用碳化层—热解面—原始材料的轴对称碳化烧蚀模型;推导了热解气体流量计算方法。针对再入飞行大热流密度条件下,用有限元方法求解瞬态温度场时会产生的时间和空间上解的振荡问题。通过分析温度振荡现象产生的原因,采用集中热容矩阵向后差分方法解决振荡问题。计算结果表明,在时间步长选择合适的情况下,求解集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题,同时烧蚀率和温度场计算比较准确。
- 张涛孙冰
- 关键词：航天器再入烧蚀热防护数值仿真
- 复杂结构角系数计算方法被引量：12
- 2009年
- 推导了能束在辐射半球面上均匀分布的角系数计算公式.根据面元间的位置关系,把有限元和能束均匀分布法相结合计算复杂结构的角系数.采用三角形网格统一表示边界面并根据边界面网格进行角系数计算的遮挡判断.计算结果表明,方法的计算精度比有限元法和蒙特卡洛法高,计算效率比蒙特卡洛法高,遮挡判断方法准确高效.
- 张涛孙冰
- 关键词：有限元蒙特卡洛法
- 磁等离子发动机超导附加线圈的电磁特性分析被引量：4
- 2017年
- 在工程应用上提供附加场的传统水冷铜线圈存在体积大、质量大、电耗高等显著缺点,因此体积小、质量小的高温超导磁线圈在附加场的磁等离子发动机(Applied-Field MagnetoPlasmaDynamic Thruster,AF-MPDT)中的应用受到了广泛关注。文章为满足0.2T的大孔径中心磁场需求,对内径160mm、高度30mm、材料为Bi-2333/Ag的三层双饼高温超导线圈进行了电磁特性试验研究。基于电输运法原理建立了高温超导线圈的临界电流测试系统,测量了不同层级和有无铁板情况下的线圈临界电流I_C。试验发现,不同层级的临界电流I_C最大有12%的差别,以中间层的I_C值最大;聚磁铁板对线圈电磁特性具有正面影响,最高能将I_C值提升42%。文章也开展了超导磁线圈电磁场仿真分析,研究了铁板尺寸和位置对线圈电磁特性的影响,得出了优化的聚磁铁板设计方案。
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- 关键词：高温超导线圈优化设计
- 基于STL文件的航天器固壁辐射热流计算方法被引量：1
- 2009年
- 针对STL文件在传递复杂几何实体模型信息方面具有精度高的特点,提出了一种基于STL文件计算航天器固壁辐射热流的方法,给出了STL文件的数据格式及其内容约定。根据面元间的位置关系对计算单元进行网格加密。利用有限元法计算角系数,详细阐述了基于STL文件进行复杂结构的遮挡判断方法。计算结果表明,方法的计算精度和计算效率高,遮挡判断方法准确高效。
- 张涛孙冰
- 关键词：STL文件有限元
- 超导磁体技术在航空宇航推进领域的应用及问题
- 近几十年来，超导磁体以其能够承受高电流密度而提供高场强、高均匀度或高梯度的磁场条件，已经在工业、医疗器械、大科学工程、能源、交通运输、电力系统和国防等领域获得了广泛的应用。在航空航天推进领域，为了进一步提高现有推进系统的...
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- 关键词：超导磁体磁约束电力
- 某探测器上火箭发动机热防护仿真与设计被引量：5
- 2010年
- 根据某探测器的具体结构及工作条件,分析和计算探测器上火箭发动机的热环境参数.利用有限元法计算火箭发动机固壁辐射热流密度,依据热流边界条件设计热防护方案;利用有效发射率表征多层隔热材料隔热性能并进行温度场数值仿真.由于多层隔热材料性能参数的不易确定性,计算了参数在较大范围内的热防护效果.通过仿真计算验证热防护方案的有效性和可靠性,并分析影响热防护效果的主要因素;计算结果表明多层隔热材料的有效发射率是影响隔热性能最重要的因素,比热容、表面发射率、密度对热防护性能影响很小.
- 张涛孙冰
- 关键词：火箭发动机多层隔热材料热防护数值仿真
- 三维烧蚀内部热响应数值计算研究被引量：11
- 2012年
- 对热解型碳化复合材料三维烧蚀内部热响应数值计算关键技术进行了研究。采用碳化层—热解面—原始材料层模型,将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过有限元法建立移动边界条件下温度场求解方程组,采用Gauss-Seidel迭代法计算热解气体质量流量和温度场。同时,研究和分析了三维烧蚀移动边界处理方法以及动网格生成方法。由于每个时间步都需要网格重划,烧蚀热防护数值计算对存储效率和计算效率要求较高,本文研究了内部热响应计算中影响存储效率和计算效率的主要因素,并提出了相应的压缩存储方案和求解方案。计算结果表明,移动边界处理方法准确合理;存储方案的存储效率较高;保持刚度矩阵和形函数矩阵正定对称性可以加快温度场计算的收敛速度。
- 张涛孙冰
- 关键词：烧蚀热防护动网格数值仿真
- 计算近地轨道航天器空间外热流的RUD方法被引量：14
- 2009年
- 根据兰贝特定律推导了能束在辐射半球面上均匀分布的外热流计算公式。采用三角形网格统一表示边界面并根据边界面网格进行遮挡判断。根据面元间互视和遮挡关系,对无遮挡表面所受外热流采用积分法进行计算,被遮挡部分的地球反照和地球红外热流采用能束均匀分布法进行计算。计算结果表明,该方法的计算效率和精度都明显高于蒙特卡洛法;互视和遮挡判断方法准确高效。
- 张涛孙冰
- 关键词：外热流积分法蒙特卡洛法
- 单级线圈炮用高温超导弹丸的动态特性数值仿真
- 当采用高温超导体作为电磁线圈炮的发射弹丸时，由于超导体的高临界电流密度和强俘获磁通特性，可以使超导弹丸与电磁线圈炮作用产生比常规导体弹丸大得多的推力和出口速度。本文以H-formation建立单级线圈炮中高温超导体的电磁...
- 付振宇杨文将张涛玉龙叶茂
- 关键词：高温超导有限元动态特性
