ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОМ ТЕПЛОМ НАГРЕВЕ С УЧЕТОМ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ

Одной из первостепенных задач теплового проектирования является составление адекватной тепло-вой физико-математической модели в обеспечении его штатного теплового режима. В данной работе рассматривается последовательный метод определения комплекса теплофизических характеристик как функций от температуры при его наземной тепловой отработке в естественных условиях. Объект испытаний подвергается высокоинтенсивному тепловому однонаправленному нагреву, что характерно при спуске и выходе космических аппаратов из атмосферы различных планет. Данная задача решается как задача по поиску глобального минимума из минимизации среднеквадратичной ошибки между теоретическим и экспериментальным полем температур. В качестве метода минимизации выбран алгоритм сопряженных направлений, как наиболее точный метод первого порядка сходимости. При проектировании теплового режима конструкций необходимо иметь представление о начально-граничных условиях изделия, а также его теплофизических характеристик. Таким образом, определение коэффициента теплопроводности материала – целевая задача в обеспечении штатного теплового режима изделия.

1. Борщев Н.О. Параметрическая идентификация среднеитегрального коэффициента теплоотдачи в аксиальных тепловых трубах // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 93–103.

2. Басистов Ю.А., Яновский Ю.Г. Некорретные задачи в механике (реологии) вязкоупругих сред и их регуляризация // Механика композиционных материалов и конструкций. 2010. Т. 16. № 1. С. 117–143.

3. Бакушинский А.Б., Кокурин М.Ю., Кокурин М.М. Прямые и обратные теоремы для итерационных методов решения нерегулярных операторных уравнений и разностных методов решения некорректных задач Коши // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2020. Т. 60. № 6. С. 939–962.

4. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков Л.Н.. Теплообмен излучением. М.: Энегоатомиздат, 1991.

5. Васин В.В. Модифицированный метод наискорейшего спуска для нелинейных регулярных операторных уравнений // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462. № 3. С. 264.

6. Голичев И.И. Модифицированный градиентный метод наискорейшего спуска решения нелениаризованной задачи для нестационарных уравнений Навье-Стокса // Уфимский математический журнал. 2013. Т. 5. № 4. С. 60–76.

7. Залетаев В.М., Капинос Ю.В., Сургучев О.В. Расчет теплообмена космического аппарата. М.: Машиностроение, 1979.

8. Oprzedkiewicz K., Mitkowski W. A memory-efficient noninteger-order discrete-time state –space modelof a heat transfer process // International Journal of Applied Mathematics and Computer Science. 2018. V. 28. № 4. P. 649–659.

9. Investigation of heat transfer surfaces for space power systems / A.Y. Baranov, A.Y. Belov, D.N. Ilmov, N.N. Kazantseva, Y.N. Mamontov, A.S. Skorokhodov // Thermal Engineering. 2018. V. 65. № 7. P. 473–481.

10. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 288 с.

11. Алифанов О.М., Колесников В.А. Определение элементов тензора теплопроводности анизотропных материалов из решения обратной задачи // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 58. № 2. С. 1–13.

12. Борщев Н.О. Параметрическая идентификация падающего теплового потока на зеркальные элементы космических обсерваторий // Вестник Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. 2022, T.11, № 2, С. 101–108.

13. Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка системы обеспечения теплового режима космического аппарата негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами / Р.М. Копяткевич, В.М. Гуля, Д.В. Тулин, А.Ф. Шабарчин // Космонавтика и ракетостроение. 2010. Вып. 3(60). С. 33–41.

14. Shaenko A.Yu., Milyutin D.S. Heat transfer in the radiation shields of large space telescopes // Doklady Physics. 2010. V. 55. № 4. P. 172–175.

15. Kuznetsov G.V., Kozlobrodov A.N., Sandu S.F. Heat transfer in theinstrument modules of space vehicles // Heat Transfer Research. 2003. V. 34. № 1–2. P. 135–141.

16. Semena N.P. The use of scale models in ground tests reproducing heat transfer in space // Thermophysics and Aeromechanics. 2014. V. 21. № 1. P. 45–55.

17. Testi D. Ion injectionas an effective technique of heat transfer enhancement in space // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 2007. V. 21. № 2. P. 431–436.

18. Baek Y., Jung E.G. Heat transfer perfomances of loop heat pipe for space vehicle thermal control under bypass line operation // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2022. V. 194. P. 123064.

19. Коновалов Д.А., Кожухов Н.Н., Дроздов И.Г. Моделирование процессов теплопереноса в микроканальных теплообменниках систем управления космической техники // Решетневские чтения. 2015. Т. 1. С. 203–205.

20. Fayazova Z.K. Boundary control of the heat transfer process in the space // Russian Mathematics. 2019. V. 63. № 12. P. 71–79.

21. Volodin Yu.G., Dul'nev G.N. An investigation of heat transfer coefficient by the «half-space period» // Journal of Engineering Physics. 1968. V. 9. № 5. P. 383–385.

22. Исследование теплообменных поверхностей для энергетических установок космического назначения / А.Е. Баранов, А.Е. Белов, Д.Н. Ильмов, Н.Н. Казанцева, Ю.Н. Мамонтов, А.С. Скороходов // Теплоэнергетика. 2018. № 7. С. 76–85.