单层与多层蜂窝芯玻璃钢蜂窝板的热性能模拟

        基于ANSYS有限元软件，模拟研究了玻璃钢蜂窝板的稳态、瞬态传热。在与实际试验保持一致的情况下，建立了玻璃钢蜂窝板流体与固体耦合传热平面模型，研究了蜂窝芯为不同T况时，玻璃钢蜂窝板稳态与瞬态热性能、热量传递机制，稳态的热性能的当量热导率的模拟结果与Swann and Pittman经验公式计算的结果十分吻合，并且瞬态表面热响应的模拟结果与试验结果也较吻合，说明ANSYS有限元方法能够准确模拟玻璃钢蜂窝板传热。此外，蜂窝芯腔表面间的辐射换热是玻璃钢蜂窝板的一个重要的热量传递机制，在高温情况下应考虑辐射换热。随着蜂窝芯高度的增加，玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐增大。玻璃钢蜂窝板的总高度固定时，随着蜂窝芯层数的增加，玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐降低，温度逐渐降低并趋于稳定值。

      玻璃钢蜂窝板(FRP Honevcomb Panel)以其优越的隔热性能成为结构热防护系统的重要组成部分。玻璃钢蜂窝板除具有一定的隔热性能外，还有较高的比强度、耐冲击及隔音等性能，起初主要应用于航空、航天T业，随着科技不断进步，在民用领域逐渐得到重视。其中，提高蜂窝板的热性能是重要的研究方向。国外早在20世纪五六十年代就开始对蜂窝板传热过程进行研究。文献[l]将蜂窝芯腔内传热过程等效为导热问题，提出了计算蜂窝当量导热系数的半经验公式，已被作为一个标准模型来计算蜂窝结构的热传导问题。文献[2]推导了一种基于蜂窝芯层为灰体假设的物理模型，计算了蜂窝结构的辐射换热量。文献[3]采用有限元法模拟了蜂窝腔内的辐射导热。文献[4]和文献[5]采用有限云的方法对MTPS在热载荷下的响应进行了模拟预测。文献[6]提出一种有限元数值模拟方法用于计算蜂窝板传热和辐射耦合传热问题，并进行了实验验证。文献[7]建立了蜂窝板瞬态传热数值计算模型，并将计算结果与试验结果进行了对比。文献[8]选取高阶单元，采用高斯积分对单元表面变辐射流进行了精确研究。文献[9]提出了一种计算非稳态气动加热下蜂窝芯腔内辐射、导热耦合换热数值计算方法。

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