天線罩通風(fēng)方案設(shè)計(jì)仿真與優(yōu)化.pdf

1、大型雷達(dá)天線罩作為對(duì)雷達(dá)天線的一個(gè)有效保護(hù)手段，被世界上大多數(shù)國(guó)家廣泛采用。其在我國(guó)也得到了越來越多的應(yīng)用，尤其是在自然環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，保證了雷達(dá)的全天候工作，在國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防事業(yè)中起到了重要的作用。但是，雷達(dá)天線罩在保護(hù)雷達(dá)的同時(shí)，也帶來了一些負(fù)面影響，如使雷達(dá)罩內(nèi)外空氣隔絕，阻礙了雷達(dá)的散熱、導(dǎo)致雷達(dá)設(shè)備的壽命縮短和測(cè)量精度降低等問題。如何克服雷達(dá)天線罩的散熱問題成為需要迫切解決的問題。本文結(jié)合某型雷達(dá)天線罩通風(fēng)實(shí)例，利用

2、傳熱基礎(chǔ)理論對(duì)天線雷達(dá)罩內(nèi)部熱交換形式和提高熱交換效率進(jìn)行了研究，并采用數(shù)值仿真對(duì)雷達(dá)天線罩系統(tǒng)的通風(fēng)方案進(jìn)行了仿真計(jì)算。主要研究成果為：
　　1.分析了雷達(dá)天線罩內(nèi)存在的熱交換形式。根據(jù)雷達(dá)天線罩所處的自然環(huán)境和工作環(huán)境，分析了對(duì)其溫度影響較大的幾種因素，如午間太陽(yáng)照射、天線罩吸收雷達(dá)電磁波輻射產(chǎn)熱、雷達(dá)天線和其它工作部件在工作過程中的產(chǎn)熱等，并研究了用熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流理論對(duì)其進(jìn)行的計(jì)算的方法。研究了傳熱及流動(dòng)的基礎(chǔ)理論，在理論研

3、究的基礎(chǔ)上，根據(jù)雷達(dá)天線罩內(nèi)設(shè)備等對(duì)環(huán)境的工程要求，有針對(duì)性地提出兩種不同的通風(fēng)換熱方案。
　　2.探索和研究了對(duì)截球體雷達(dá)天線罩及其內(nèi)部復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分的方法。由于雷達(dá)天線罩模型是一個(gè)由球體、薄壁、棱柱、圓柱等幾何形狀組成的復(fù)雜圖形，需要建立一個(gè)網(wǎng)格質(zhì)量高、數(shù)量少、計(jì)算精度高、收斂性好的仿真模型。本文就常見的四分之三截球體雷達(dá)天線罩模型，采用Pro/E建立了基本模型，并找到了使用ICEM CFD軟件建立高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

4、的方法，總結(jié)了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格質(zhì)量不高的一些原因，提出了相應(yīng)的解決辦法。
　　3.通過計(jì)算機(jī)模擬仿真，對(duì)不同的通風(fēng)方案進(jìn)行了對(duì)比研究。根據(jù)五種不同的通風(fēng)方案，在 ANSYS CFX軟件中進(jìn)行了建模，對(duì)雷達(dá)天線罩模型進(jìn)行模擬仿真計(jì)算，形成直觀形象的可視化仿真結(jié)果，并對(duì)溫度場(chǎng)、流質(zhì)的速度場(chǎng)等進(jìn)行對(duì)比分析，尋找較好的通風(fēng)方案，并發(fā)現(xiàn)提高雷達(dá)天線罩內(nèi)換熱效率的一般規(guī)律。
　　4.總結(jié)了影響雷達(dá)天線罩內(nèi)部熱交換效率的幾種因素。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)的