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作者：李浩然;胡殿印;潘锦超;赵炎;王荣桥;
单位：北京航空航天大学航空发动机研究院;中小型航空发动机联合研究中心;北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室;北京航空航天大学能源与动力工程学院;
摘要：八隅体点阵结构因强化换热效果显著，成为新一代高超声速空天发动机热管理系统的优选结构。受限于制造精度及机加工可达性，增材制造制备的八隅体点阵结构具有复杂表面形貌。然而，其对换热效果的影响机理尚未完善。为此，本文建立了八隅体点阵结构的换热及流动特性数值模拟方法，探明了表面形貌对八隅体点阵换热的影响机理，并量化其对不同尺寸单胞换热效果的影响程度。在此基础上，采用响应面法和差分进化算法建立了考虑表面形貌影响的八隅体点阵结构优化设计方法。结果表明，粗糙表面通过增强对流换热、促进流体掺混，使得努塞尔数和摩擦因子最高提升4.4%,25%。相比于理想点阵结构，考虑粗糙表面影响的最优点阵结构在相同换热性能下可减重3%。
关键词：点阵结构;;增材制造;;表面形貌;;强化换热;;优化设计
基金资助：国家自然科学基金(52275142);; 国家科技重大专项(J2019-IV-0009;Y2022-IV-0002-0019;J2019-IV-0008-0076);; 中国博士后科学基金(2024M764101;2024M764103);; 中央高校基本科研业务费专项资金;; 中国航天基金会空天动力公益专项基金~~
