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公开(公告)号：CN110427661B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN201910639486.6
申请日：2019-07-16
Applicant: 中国科学院力学研究所 , 合肥中科重明科技有限公司
IPC: G06F30/17 , G06F111/06 , G06F119/08
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于变分方法的高效换热结构自适应优化设计方法，包括如下步骤：确定换热结构的边界条件、几何形状和热流密度，其中边界条件包括几何边界条件和热边界条件；建立换热结构基于变分法方法的自适应优化模型，并先基于几何边界条件形成随形网格，再在随形网格的基础上按照根据热边界条件生成自适应网格；基于自适应网格确定冷却通道的几何尺寸、形状和分布，并计算换热结构的温度分布；建立目标函数并判断目标函数是否满足需求，当满足需求时输出换热结构参数，否则返回步骤300；本发明能够根据边界条件的不同或变化而相应调整，无论是用于冷却还是加热，该换热结构与传统的换热结构相比，能够提高换热量，换热效果更好。
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公开(公告)号：CN110427661A
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201910639486.6
申请日：2019-07-16
Applicant: 合肥中科重明科技有限公司
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于变分方法的高效换热结构自适应优化设计方法，包括如下步骤：确定换热结构的边界条件、几何形状和热流密度，其中边界条件包括几何边界条件和热边界条件；建立换热结构基于变分法方法的自适应优化模型，并先基于几何边界条件形成随形网格，再在随形网格的基础上按照根据热边界条件生成自适应网格；基于自适应网格确定冷却通道的几何尺寸、形状和分布，并计算换热结构的温度分布；建立目标函数并判断目标函数是否满足需求，当满足需求时输出换热结构参数，否则返回步骤300；本发明能够根据边界条件的不同或变化而相应调整，无论是用于冷却还是加热，该换热结构与传统的换热结构相比，能够提高换热量，换热效果更好。
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公开(公告)号：CN112832929B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202110245244.6
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院力学研究所
Abstract: 本发明提供一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法，包括：计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数和绝热壁温；根据冷却剂的类型确定冷却通道围绕推力室的布置方式；由冷却通道入口至出口，将冷却通道沿流向划分为多个小段，计算该小段冷却通道中冷却剂的散热量；以整个推力室内壁壁温为一个恒定值作为基础，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段冷却通道的形状；通过循环迭代，以满足此条件的冷却通道形状作为设计结果，完成设计过程。本发明以推力室内壁温度为恒定壁温，在保证冷却通道水力直径下对冷却通道的尺寸进行调整，可以有效地带走推力室壁面的热量，减小冷却通道内的燃料的压力损失，降低发动机结构重量和热应力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112832928B
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202110245208.X
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院力学研究所
Abstract: 本发明提供一种用于火箭发动机的等内壁强度的冷却结构设计方法，包括：计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数和绝热壁温；根据冷却剂的类型确定冷却通道围绕推力室的布置方式；由冷却通道入口至出口，计算任意一小段冷却通道中冷却剂的散热量；以整个推力室内壁强度为一个恒定值作为基础，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段的水力直径和尺寸；通过循环迭代，以满足此条件的冷却通道形状作为设计结果，完成设计过程。本发明以推力室内壁强度为等强度的恒定值作为基础，在满足冷却通道等水利直径的条件下，将传统的冷却通道进行优化，通道内压力损失小，结构简单、可靠，轻量化作用明显可以有效的减轻发动机的质量。
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公开(公告)号：CN112832930A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202110245248.4
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院力学研究所
Abstract: 本发明提供一种用于火箭发动机的等水力直径的冷却通道设计方法，根据推力室压力、喷管扩张比和驻留时间要求，计算出各冷却通道的内壁面曲线，内壁厚度；由冷却通道的内壁厚度确定冷却通道底部的高度，进而确定冷却通道底部的沿程型线，根据冷却通道的数量和肋厚确定每个冷却通道截面各处的数据，进而得到冷却通道截面四个侧边的沿程型线；根据前述各计算结果，即可计算确定发动机截面所有点的三维分布，从而可通过三维软件设计得到冷却通道的三维形状。本发明公开的等水力直径冷却通道设计方法，将传统的冷却通道进行优化，通道内压力损失小，结构简单、可靠，轻量化作用明显可以有效的减轻发动机的质量。
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公开(公告)号：CN112832929A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202110245244.6
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院力学研究所
Abstract: 本发明提供一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法，包括：计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数和绝热壁温；根据冷却剂的类型确定冷却通道围绕推力室的布置方式；由冷却通道入口至出口，将冷却通道沿流向划分为多个小段，计算该小段冷却通道中冷却剂的导热量；以整个推力室内壁壁温为一个恒定值作为基础，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段冷却通道的形状；通过循环迭代，以满足此条件的冷却通道形状作为设计结果，完成设计过程。本发明以推力室内壁温度为恒定壁温，在保证冷却通道水力直径下对冷却通道的尺寸进行调整，可以有效地带走推力室壁面的热量，减小冷却通道内的燃料的压力损失，降低发动机结构重量和热应力。
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公开(公告)号：CN112832928A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202110245208.X
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院力学研究所
Abstract: 本发明提供一种用于火箭发动机的等内壁强度的冷却结构设计方法，包括：计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数和绝热壁温；根据冷却剂的类型确定冷却通道围绕推力室的布置方式；由冷却通道入口至出口，计算任意一小段冷却通道中冷却剂的导热量；以整个推力室内壁强度为一个恒定值作为基础，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段的水力直径和尺寸；通过循环迭代，以满足此条件的冷却通道形状作为设计结果，完成设计过程。本发明以推力室内壁强度为等强度的恒定值作为基础，在满足冷却通道等水利直径的条件下，将传统的冷却通道进行优化，通道内压力损失小，结构简单、可靠，轻量化作用明显可以有效的减轻发动机的质量。
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