[发明专利]航空相机热网络模型修正方法

摘要

本发明提供一种航空相机热网络模型修正方法，建立完整的包含有传导、辐射和对流换热网络系数的节点网络模型，将各项热网络系数表示为与热物性参数有关的算式，提取出不确定性热物理参数，进行航空相机瞬态热试验，并将试验数据拟合成温度曲线和温度曲线各点的斜率曲线，对曲线进行采样，采样数据分别带入节点残差方程的温度项和温度变化项，对不确定性热物理参数求偏导。本发明利用瞬态采样数据代替稳态热试验数据对不确定性热物理参数进行修正，解决了由于试验数据不充足而无法修正整体热网络系数问题，减少热网络系数的数量，修正了对流换热系数，适用于航空航天设备的热网络修正。

主权项

1.航空相机热网络修正方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1：根据航空相机的节点模型建立航空相机的热网络模型，将热网络模型中各温度节点的热平衡方程用残差方程的形式表示；步骤S2：将残差方程中的各项网络系数转换成热物性参数的算式，提取出不确定性热物理参数；步骤S3：在步骤S2的基础上，对航空相机原型做m种工况的瞬态热试验，得到节点i的m组瞬态温度试验数据，将每组瞬态温度数据拟合成温度-时间曲线T_i^(m)，将温度-时间曲线T_i^(m)对时间求导，得到节点i的斜率曲线为τ为时间；步骤S4：对温度-时间曲线T_i^(m)进行等间隔采样，将节点i第m种工况下的温度采样结果表示为列向量T_i^(m)(n)，n为采样点数，即T_i^(m)(n)中有n个温度值；把m种工况的温度采样结果组合起来就形成节点i的温度向量T_i，m表示如下：T_i，m＝[T_i⁽¹⁾(n)；T_i⁽²⁾(n)；…；T_i^(m)(n)]T_i，m是一个有m×n个温度值的列向量，i、n和m为自然数；对以相同的采样间隔进行采样，得到斜率向量将m种工况的采样结果组合起来便得到节点i的斜率向量如下表示：dTi,mdτ=[dTi(1)dτ(n);dTi(2)dτ(n);···;dTi(m)dτ(n)]]]>其中含有m×n个斜率值；步骤S5：将采样数据温度向量T_i，m、节点i的斜率向量和内热源带入残差方程，则节点i热量的残差变为含有m×n个数值的列向量U_i，m，令根据最小二乘法原理，得到如下偏微分方程组：∂Φ∂ku=0∂Φ∂hcu=0∂Φ∂ϵu=0∂Φ∂au=0]]>求解该方程组便得到不确定性热物理参数k_u、h_cu、ε_u、a_u的值，其中Φ为节点i的残差平方和，k_u为不确定性热导率，h_cu为不确定性接触换热系数，ε_u为不确定性发射率，a_u为不确定性对流换热项系数；步骤S6：将不确定性热物理参数带入步骤S1所述航空相机热网络模型重新求解，判断节点的温度值与步骤S3所述温度数据是否一致，如果节点的温度值与所述温度数据不一致，则执行步骤S4；如果节点的温度值与所述温度数据一致模型修正结束。