再生冷却通道拓扑优化设计

压降降23%

面向高超声速发动机插入式挂架的旁通冷却通道拓扑优化方法，显著降低压降并改善温度分布均匀性。

景婷婷 · Ting, Zhang · Xing, Sun · Guangxi, Zhang · 秦飞 · 何国强

Applied Thermal Engineering 2025

参数信息

压降降低

23.2 %

最高温度降低

10.4 %

温度分布均匀性提升

3.5 %

技术优势

压降显著降低

优化后的通道压降比常规设计降低23.2%，减少了泵功损耗，提高了冷却系统的能量效率。

避免流动滞止

通过增加流体面积分数和功率耗散约束，避免了孤立出口导致的流量分布不均和局部过热。

应用场景

• 高超声速发动机：优化高超声速发动机燃烧室壁的再生冷却通道，确保在极端热流下可靠工作。
• 冷却通道设计：提供一种考虑插入组件干扰的冷却通道拓扑优化方法，替代传统试错设计。
• 热防护系统：提升主动热防护系统的冷却性能，降低压降和热点温度，保障飞行安全。