[发明专利]多层防热结构接续烧蚀时的处理方法、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种多层防热结构接续烧蚀时的处理方法，其特征在于，包括：

分别建立烧蚀层中未烧蚀的烧蚀单元层、隔热层和承力结构层的内部温度场的方程；所述烧蚀单元层至少为两层；

确定边界条件，所述边界条件包括所述烧蚀层与所述隔热层的边界条件、所述隔热层和所述承力结构层的边界条件、所述烧蚀层烧蚀表面的边界条件；所述烧蚀层烧蚀表面的边界条件包括壁温；

对所有的内部温度场的方程和所述边界条件进行差分离散，得到差分方程；

根据所述差分方程确定未烧蚀的所述烧蚀单元层、所述隔热层、所述承力结构层的内部温度场的温度以及壁温；

分别建立所述烧蚀层中各个烧蚀单元层、所述隔热层和所述承力结构层的热物性参数与对应的层结构厚度的关系；

根据当前烧蚀量确定当前最外层的所述烧蚀单元层；

根据当前最外层的所述烧蚀单元层的类型确定对应的用于确定下一时刻烧蚀量的烧蚀模型；

根据所述关系确定当前最外层的所述烧蚀单元层的热物性参数；

根据所述热物性参数、未烧蚀的所述烧蚀单元层、所述隔热层、所述承力结构层的内部温度场的温度、壁温、热解气体质量流率和所述烧蚀模型确定下一时刻烧蚀量；

对所有的内部温度场的方程和所述边界条件进行差分离散之前，还包括：

将处于固定坐标系中的所有的内部温度场的方程和所述烧蚀层烧蚀表面的边界条件转换至随烧蚀表面退缩的动坐标系中的方程和边界条件；

相应的，对所有的内部温度场的方程和所述边界条件进行差分离散包括：

对转换后的所有的内部温度场的方程和所述边界条件进行差分离散。

2.如权利要求1所述的多层防热结构接续烧蚀时的处理方法，其特征在于，分别建立烧蚀层中未烧蚀的烧蚀单元层、隔热层和承力结构层的内部温度场的方程包括：

建立烧蚀层中未烧蚀的烧蚀单元层的内部温度场的方程为：

其中，为热解气体质量流率，为热解反应速率，为热解热，为第s层烧蚀单元层的密度，为第s层烧蚀单元层的比热容，k_s为第s层烧蚀单元层的导热系数，T为未烧蚀的烧蚀单元层的内部温度场的温度，t为烧蚀时间，为定压比热，为气体密度，为温度T在传热方向y方向的梯度；

建立隔热层的内部温度场的方程为：

其中，为隔热层的密度，为隔热层的比热容，为隔热层的导热系数，为隔热层的内部温度场的温度，为温度在传热方向y方向的梯度；

建立承力结构层的内部温度场的方程为：

其中，为承力结构层的密度，为承力结构层的比热容，为承力结构层的导热系数，为承力结构层的内部温度场的温度，为温度在传热方向y方向的梯度。

3.如权利要求1所述的多层防热结构接续烧蚀时的处理方法，其特征在于，所述烧蚀层烧蚀表面的边界条件为：

其中，为考虑了烧蚀效应后从烧蚀层表面传入多层防热结构内部的净热流，为辐射系数，为斯特藩-玻尔兹曼参数，为烧蚀层的壁温，k_s为第s层烧蚀单元层的导热系数。

4.如权利要求1所述的多层防热结构接续烧蚀时的处理方法，其特征在于，根据所述差分方程确定未烧蚀的所述烧蚀单元层、所述隔热层、所述承力结构层的内部温度场的温度以及壁温包括：

利用三对角追赶法、LU分解法、直接矩阵求逆矩阵法中任一种方法，根据所述差分方程确定未烧蚀的所述烧蚀单元层、所述隔热层、所述承力结构层的内部温度场的温度以及壁温。