ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВЫСОКОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА 

Никита Олегович Борщев, кандидат технических наук, ведущий инженер, Астрокосмический центр Учреждения Российской академии наук Физического института имени П. Н. Лебедева (Россия, г. Москва, Ленинский пр-т, 53), E-mail: moriarty93@mail.ru 

Аннотация

Актульность и цели. Рассмотрен метод определения теплопроводности высокопористого материала для условий функционирования при орбитальном полете. Данный метод основан на классическом подходе минимизации среднеквадратичного отклонения между теоретическим и экспериментальным температурным полем в зонах установки датчиков температур. Материалы и методы. Для этого сперва решается «прямая» задача теплообмена для пористого образца при орбитальных начально-граничных условиях при предварительном задании сплайнов, учитывающим зависимость теплопроводности от температуры. Процесс теплообмена внутри пор будет сопровождаться лучисто-кондуктивным теплопереносом. Далее решается задача минимизации целевой среднеквадратичной ошибки. Для этого сначала необходимо найти компоненты градиента целевого функционала шага спуска, так как данная задача оптимизации решается методом спряженных направлений, позволяющим достигнуть требуемой сходимости за минимальное число итерационных приближений. Результаты и выводы. Результаты показали, что при данном уровне температур коэффициент теплопроводности будет варьироваться в пределах 0,26–0,28 Вт/мК. Разработанный метод и результаты расчета могут быть использованы в вопросах проектирования теплозащитных покрытий. 

Ключевые слова

высокопористая изоляция, обратная задача теплопроводности, метод сопряженных направлений, система обеспечения теплового режима, радиационно-кондуктивный теплообмен 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Борщев Н. О. Параметрическая идентификация теплопроводности высокопористых материалов в условиях воздействия факторов космического пространства // Надежность и качество сложных систем. 2022. № 4. С. 98–109. doi:10.21685/2307-4205-2022-4-11