[发明专利]一种硅基复合材料烧蚀形貌的确定方法及相关装置

权利要求书

1.一种硅基复合材料烧蚀形貌的确定方法，其特征在于，包括：

获取作为飞行器头部防热材料的硅基复合材料中成分的质量分数，以及热环境参数；

根据所述质量分数、所述热环境参数、以及通用反应方程确定实际反应方程；

当所述实际反应方程表征在烧蚀过程中所述硅基复合材料表面存在液态层时，根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程建立质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程；

根据所述质量守恒方程、所述能量守恒方程以及所述动量守恒方程建立封闭方程组；

根据所述封闭方程组确定所述硅基复合材料的烧蚀外形；

根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程建立质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程包括：

根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程，基于液态层厚度以及液态层粘性率指数确定所述液态层表面辐射系数，建立能量守恒方程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述质量分数、所述热环境参数、以及通用反应方程确定实际反应方程之后，还包括：

当所述实际反应方程表征在烧蚀过程中所述硅基复合材料表面不存在液态层时，根据所述质量分数、所述热环境参数、以及气固界面烧蚀模型确定所述硅基复合材料的烧蚀外形。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取硅基复合材料中成分的质量分数，以及热环境参数包括：

获取SiO2/Si3N4复合材料中Si元素的质量分数、N元素的质量分数、以及热环境参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程建立质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程包括：

根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程，建立积分型液态层动量守恒方程。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述封闭方程组确定所述硅基复合材料的烧蚀外形包括：

根据所述封闭方程组确定烧蚀速度值；

根据所述烧蚀速度值，基于球坐标系描述所述硅基复合材料烧蚀时外形变化的过程，得到所述硅基复合材料的烧蚀外形。

6.一种硅基复合材料烧蚀形貌的确定装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取作为飞行器头部防热材料的硅基复合材料中成分的质量分数，以及热环境参数；

方程确定模块，用于根据所述质量分数、所述热环境参数、以及通用反应方程确定实际反应方程；

守恒方程模块，用于当所述实际反应方程表征在烧蚀过程中所述硅基复合材料表面存在液态层时，根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程建立质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程；

方程组模块，用于根据所述质量守恒方程、所述能量守恒方程以及所述动量守恒方程建立封闭方程组；

烧蚀外形模块，用于根据所述封闭方程组确定所述硅基复合材料的烧蚀外形；

所述守恒方程模块具体用于：

根据包括表征所述液态层参与反应的所述实际反应方程，基于液态层厚度以及液态层粘性率指数确定所述液态层表面辐射系数，建立能量守恒方程。

7.一种硅基复合材料烧蚀形貌的确定设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任一项权利要求所述硅基复合材料烧蚀形貌的确定方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至5任一项权利要求所述硅基复合材料烧蚀形貌的确定方法的步骤。