《基於參數不確定性的熱防護設計方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由解維華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於參數不確定性的熱防護設計方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：解維華
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統的飛行器熱防護設計一般是基於冗餘設計的思想，常常通過增加一定的安全係數來考慮實際存在的一些不確定性因素的影響。但給出的熱防護設計對於飛行器的結構效率和可靠性而言可能不是最優的方案，究其原因主要是對於設計中的一些不確定性因素認識不清。本研究將深入分析熱防護設計中的不確定性因素，通過試驗和數值方法研究參數不確定性的表征方法，分析不確定性的來源與形成機制，建立基於參數不確定性的熱防護表征模型，研究不確定性對熱防護熱回響的影響機制，基於試驗測試研究熱防護可靠性分析理論和方法，研究考慮不確定性的熱防護最佳化設計方法。從而充分認知熱防護設計中的不確定性，給出一種新的熱防護設計方法，為有效提高我國飛行器熱防護的整體設計水平和可靠性評價奠定理論基礎。
結題摘要
傳統的飛行器熱防護設計一般是基於冗餘設計的思想，常常通過增加一定的安全係數來考慮實際存在的一些不確定性因素的影響。但給出的熱防護設計對於飛行器的結構效率和可靠性而言可能不是最優的方案，究其原因主要是對於設計中的一些不確定性因素認識不清。本項目在熱防護系統中創新性的引入不確定性進行設計方法的研究，在理論和方法方面取得了如下主要成果： （1）熱防護不確定性參數的表征與傳播分析模型。針對熱防護設計中客觀存在的不確定性及引起的系統回響不確定性問題，建立了較為系統的不確定性表征與量化框架，建立了包含不確定性因素的熱防護熱力耦合回響分析模型，建立了近似展開方法、抽樣方法兩類不確定性傳播分析方法，實現了熱防護系統熱力耦合回響不確定性的量化分析。 （2）熱力耦合複雜失效模式下系統失效機率分析方法。針對熱力耦合條件帶來的熱防護系統回響高度非線性及失效模式複雜問題，建立了分離式蒙特卡洛模擬與高階可靠度分析方法，建立了多失效模式耦合下的系統失效及可靠度分析方法。 （3）熱防護熱力回響不確定性敏感性分析與降維方法：為研究不確定性對熱防護熱力耦合回響的影響機理，建立了系統回響不確定性對輸入參數的局部與全局敏感性分析方法，研究了不同時刻下系統回響對參數的敏感性，實現了高維不確定性的參數降維。 （4）基於試驗結果的模型不確定性修正方法。針對統計數據不足及模型假設等帶來的認知非確定性因素，基於貝葉斯機率理論建立了模型不確定性及參數不確定性修正方法，實現了基於試驗結果的模型校正與有效性評價。 （5）非確定性下熱防護結構參數最佳化設計方法。採用機率約束替代確定性約束，建立了非確定性條件下熱防護系統參數最佳化設計方法，建立了基於可靠度指標的雙重循環最佳化設計方法，實現了多失效模式下的一體化熱防護最佳化設計，在保證結構效率的同時提升了結構安全性。 研究工作為有效提高我國飛行器熱防護的整體設計水平和可靠性評價奠定了理論基礎。
