Numerical simulation research on the heating process of high-temperature materials experiment in China Space Station
Year: 2025
Type: article
Abstract: 基于空间站高温材料实验柜I型高温炉的结构和工作原理，建立了样品在高温炉中加热过程的三维有限元模型。该模型考虑了热传导和热辐射的耦合作用，以及闭环反馈控温算法，可计算不同热控工艺下炉膛和样品盒温场分布情况。通过仿真和实验验证，对铜合金样品在高温炉的定向凝固过程进行了研究，分析了炉膛不同加热区和样品盒内的温场分布特征和变化机理。仿真与实验的对比结果表明，在加热、保温、定向凝固和降温整个阶段，该模型可准确计算炉膛内不同加热区的温度变化情况，但样品盒内都温度梯度和降温速度的计算值要高于热电偶的实测数据。该模型可用于验证空间高温材料实验方案设计的合理性，进一步优化后可指导样品盒结构和热控工艺参数的设计，降低地面匹配实验试错成本，提升空间实验的效率和质量。
Source: Scientia Sinica Technologica
Authors: Yang ZHANG, Ping MA, HongEn ZHONG, JianDing YU, Yang LIU, YuXue GUO
Language: English
Subfield: Computational Mechanics
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4416440838