基于金属纤维燃烧的复杂结构气动热环境模拟方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902026
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Complex structures such as the tip wedge or the inlet of hypersonic vehicle are faced with serious stress exceeding the standard, so a full scale structural thermal test is needed. However, the existing aerodynamic thermal simulation method cannot meet the demand of nonlinear time-varying heat flow simulation of complex structures with large gradient distribution and high impact rate. Therefore, this project proposes an aerodynamic heating environment simulation method based on the metal fiber burner, and studies three core problems existing in the application of metal fiber burner technology. First of all, establishing the combustion and heat transfer mathematical model of metal fiber burner, exploring the mechanism of combustion and heat transfer, establishing the experiment system of metal fiber burner; further, validating the variation rule of combustion and heat transfer performance, under the guidance of theory research, constructing the thermal environment; finally, for the practical application of the transient aerodynamic thermal environment simulation, establishing the order-reduced model of metal fiber surface combustion and heat transfer, proposing a rule to determine the design variables, providing theoretical support for conducting the thermal environment simulation test for complex structure of hypersonic vehicle precisely and efficiently.
高超声速飞行器前缘及进气道等关键部件复杂结构面临严重的应力超标问题,需进行全尺度结构热试验。然而,现有气动热模拟方法难以满足复杂结构表面大梯度分布、高冲击非线性时变热流模拟需求。为此,本项目提出基于金属纤维表面燃烧的气动热环境模拟方法,针对金属纤维表面燃烧技术应用存在的三个核心问题开展研究。建立金属纤维表面燃烧及传热数学模型,开展理论及实验研究,探究燃烧及传热机理;进一步,建立金属纤维表面短火焰燃气射流加热特性,以此为理论指导,实现气动热环境的模拟构造;最后,面向梯度分布时变气动热环境模拟的实际应用,建立金属纤维表面燃烧传热降阶模型,获取试验设计变量确定准则,为准确高效开展高超声速飞行器复杂结构热环境模拟试验提供理论支撑。

结项摘要

本项目在基金的支持下,以高超声速飞行器复杂结构热试验重大需求牵引,针对传统瞬态气动热环境模拟方法的不足,采用开放性创新思路,引入金属纤维表面燃烧技术解决复杂结构表面大梯度分布、高冲击率非线性时变气动热模拟的技术瓶颈问题,针对金属纤维表面燃烧技术应用存在的三个核心问题开展了研究,建立了金属纤维表面燃烧及传热数学模型,开展了理论及实验研究,探究了燃烧及传热机理;进一步,建立了金属纤维表面短火焰燃气射流加热特性,以此为理论指导,实现了气动热环境的模拟构造;最后,面向梯度分布时变气动热环境模拟的实际应用,建立了金属纤维表面燃烧传热降阶模型,获取了试验设计变量确定准则,项目的研究促进了金属纤维燃烧技术及结构热试验技术的发展,为准确高效开展高超声速飞行器复杂结构热环境模拟试验提供理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
载人航天器环热控一体化仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    齐玢;段希希;阿嵘;江泓升
  • 通讯作者:
    江泓升
基于神经网络的复杂前缘飞行器FADS系统冗余设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    北京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周印佳;万千;徐艺哲;齐玢;石泳
  • 通讯作者:
    石泳
Numerical Study of the Influence of Coupling Interface Emissivity on Aerogel Metal Thermal Protection Performance.
耦合界面发射率对气凝胶金属热防护性能影响的数值研究
  • DOI:
    10.3390/gels7040250
  • 发表时间:
    2021-12-03
  • 期刊:
    Gels (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lou F;Dong S;Ma Y;Qi B;Zhu K
  • 通讯作者:
    Zhu K
基于代理模型的双路燃气组合热试验参数优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阿嵘;齐玢;陈鑫;王日;董素君;周印佳
  • 通讯作者:
    周印佳
Analysis and comparison of potential power and thermal management systems for high-speed aircraft with an optimization method
采用优化方法对高速飞机潜在功率和热管理系统进行分析和比较
  • DOI:
    10.1016/j.enbenv.2020.06.006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Energy and built environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Rong A;Liping Pang;Xinying Jiang;Bin Qi;Shi Yong
  • 通讯作者:
    Shi Yong

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其他文献

低速高温燃气流热模拟试验方法和设备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董素君;齐玢;李志杰;樊未军;张荣春;王浚
  • 通讯作者:
    王浚

其他文献

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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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