基于数值模拟的温场测试技术研究

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1、2017年2月宇航计测技术Feb．2017第37卷第1期Jou卵a1ofAstmnauticMetrologyandMeasurementV01．37，No．1文章编号：1000—7202(2017)01—0039一03中图分类号：TK39文献标识码：A基于数值模拟的温场测试技术研究温泽强苏伟车斌(内蒙航天动力机械测试所，内家古呼和浩特010076)摘要通过在环境温度试验箱的某些位置布置适当的节点，对采集回来试验箱内的温度等实际数据，在对试验箱的空间建模的基础上，采用插值法和适当次数的拟合函数的拟合，用一个无限细化的三维矩阵来模拟出试验箱内的温度分布情况，得出三维矩阵的实际值的分布，最后结

2、合MATLAB软件绘制出计算出的温度场的三维图像，从而可以直观具体地了解环境温度试验箱的温度场分布情况。本文仅对于形状规则的长方体试验箱进行数值模拟，对其特殊截面的温度场进行详细的分析。关键词空间建模数值模拟三维矩阵温度场计算与仿真StudyonTemperatureFieldTestbasedontheNumericalSimulationWENZe—qiangSUWeiCHEBin(InnerMon901iaTestInstituteofAemspaceDynamicMachine，Huhehaote，Neineng010076，china)AbstractInthisp印erwege

3、tthethreedimensionsdistributionm印oft}letemperature6eldforthetestchamberwhichcandirectlyandexpedientlyunderstandthespeci6cdistributionofthetemperaturefieldofenvimnmenttestchamber，t11roughinarrangingsomeappropriatetestingpointintheenVimnmenttemperatuI．etestchamber，usinginterpolationandappIjopriatefh

4、nction6ttingmethodandanin6nitede—tailedthree—dimensionalmatrixtosimulatethetemDeraturedist打butionofthetestchamberbasedontheactualdatacollectedofthetestingpoint．‘rhissimulationandanalysisonlyaimedatspecialsectionoftherectangletestchamber．KeywordsSpatialmodelingNumericalsimulationThree—dimensionalma

5、trixAlculationandsimulationoftemperaturefieldl引言航天器以及军用装备从出厂后经运输、发射上天、人轨及轨道运行等过程直至返回地面，都要经受复杂和多变的环境考验。为了使军用产品有很好的环境适应性和可靠性，不仅在研制阶段，就是在交付和使用阶段都必须进行环境试验¨j。温度试验就是一种通过人工方法模拟一种或多种被试产品的工作环境，来检验产品承受胀缩、老化等性能。目前，收稿日期：2016一07—01，修回日期：2016一08一】5作者简介：温泽强(1985．01一)，男，助理工程师，主要研究方向：热学计量技术。宇航计测技术2017年在对温度环境试验箱的测试

6、中，不可能对温场的全部(无限个)测试点进行测试，一般是按相关技术标准或技术协议的要求对有限的点进行采样测试，往往不能很好的了解温场分布情况，这样对大型的火箭发动机温度循环试验会带来一定的风险。数值模拟技术可以让计算机构筑出一个虚拟的环境试验设备，并通过一些特定的计算将温场的各种变化细节，非常类似于一次物理试验，为我们研究、观察环境试验提供一种全新的手段。这对于减少固体火箭发动机地面试验成本，进一步提高试验的可靠性，具有重要现实意义。2环境温度试验箱空间数学建模2．1MATLAB介绍MATLAB语言是由美国开发推出的、在当今国际上、科学界上最具影响力、也是最有活力的软件。它起源于矩阵运算，并

7、已经发展成一种高度集成的计算机语言。它提供了强大的科学运算，灵活的程序设计流程，高质量的图形可视化与界面设计，便捷的与其他程序和语言接口的功能。它还提供了功能强大的工具箱函数，并允许用户构造自已的工具箱函数，很容易由用户自行扩展。最引人注目的是MATLAB提供了强大的可视化能力，可以实现二维、三维以及四维作图能力，高级的可视化工具包括表面着色、光照、图像显示等。利用MATLAB可以方便地实现数据的可视化显示。2．2环境温