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Design of Thermal Protection System for Reusable Hypersonic Vehicle Using Inverse Approach

机译：可逆式超音速飞行器热防护系统的逆方法设计

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摘要

In this study, an inverse heat conduction analysis based on the Levenberg-Marquardt method is applied to reconstruct the aerothermal heating and thermal protection material response of a reusable hypersonic vehicle (RHV) from the knowledge of temperature measurements taken within the thermal protection system (TPS). In addition to reconstruction of TPS material response, a lightweight passive TPS for the RHV based on these predictions is designed. In this analysis, the experimental temperature data are generated by a direct approach; this is due to the lack of real experimental setup that is used to measure the temperature. The direct analysis has performed by an explicit one-dimensional finite difference code to analyze the in-depth temperature response of the TPS. The temperature data determined from the direct approach are used to simulate the temperature measurements. The influence of measurement errors upon the accuracy of the inverse results is also investigated. Finally, results show that the Levenberg-Marquardt method is an effective technique to design a lightweight passive TPS for an RHV by using the inverse approach.
机译：在这项研究中，基于热保护系统（TPS）中进行的温度测量，基于Levenberg-Marquardt方法的逆热传导分析被用于重构可重复使用的超音速飞行器（RHV）的空气热和热保护材料响应）。除了重建TPS材料响应之外，还基于这些预测设计了用于RHV的轻型无源TPS。在此分析中，通过直接方法生成实验温度数据；这是由于缺乏用于测量温度的实际实验设置。直接分析由显式的一维有限差分代码执行，以分析TPS的深度温度响应。从直接方法确定的温度数据用于模拟温度测量。还研究了测量误差对反演结果准确性的影响。最后，结果表明，Levenberg-Marquardt方法是一种通过使用逆向方法为RHV设计轻型无源TPS的有效技术。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2017年第2期|436-446|共11页
  • 作者

    Kumar Sachin; Mahulikar Shripad P.;

  • 作者单位

    Indian Inst Technol, Sch Engn, Mandi 175001, Himachal Provin, India;

    Indian Inst Technol, Dept Aerosp Engn, PO IIT Powai, Bombay 400076, Maharashtra, India;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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