Видеосеминар по аэромеханике ЦАГИ – ИТПМ СО РАН – СПбПУ-НИИМ МГУ, 21 ноября (вторник) 2023 г., 15:00, главный корпус ИТПМ, к. 216

Метод определения теплового потока на поверхности тел по результатам измерений температуры при многомерной теплопередаче

Шеметов И.М. (ЦАГИ)

     Возможность определять тепловой поток при многомерном распространении тепла важна для обработки результатов теплового эксперимента в АДТ, выполненного в условиях, не допускающих определение теплового потока классическими методами: при высокой теплопроводности материала модели, большой продолжительности теплового воздействия, значительной кривизне поверхности и неоднородности теплопередачи.

     В работе предложен метод и алгоритмы определения теплового потока по результатам панорамных или локальных измерений температуры с помощью процедуры последовательного приближения температуры, рассчитанной с использованием многомерной модели теплопроводности, к измеренным величинам. Алгоритмы разработаны для нескольких широко известных моделей теплообмена на поверхности твердого тела и обтекающей его среды, соответствующих типичным условиям тепловых испытаний в аэродинамических установках.

     Представлены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований (в АДТ УТ-1М, Т-117 и на стенде ИТГУ) для случаев существенного проявления эффектов многомерной теплопередачи в материале тела. Показано, что предложенные алгоритмы работоспособны и применимы в значительноболее широком диапазоне значений числа Фурье (для панорамных измерений) и числа Био (для измерений датчиками), чем классические методы, основанные на решении одномерного уравнения теплопроводности или упрощённой модели теплообмена дискретного датчика. Допустимые значения числа Фурье могут быть увеличены на 1–2 порядка, что даёт возможность использовать металлические модели для панорамных измерений теплового потока. В случае локальных измерений новый метод позволяет учесть потери тепла датчиком, не прибегая к градуировке, и определить дополнительные параметры теплообмена.