【摘 要】
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C/SiC复合材料具有强度高、耐高温等优点，在航空航天领域中应用广泛。本文采取实验测量与数值模拟结合的方法，针对C/SiC复合材料内碳纤维发生氧化烧蚀致使材料失效的问题展开了研究。首先，通过实验测量了不同温度、氧分压下碳纤维氧化失重速率并拟合了关系式；随后，基于关系式构建了氧化烧蚀模型；最后，采用格子玻尔兹曼方法 （LBM）求解控制方程，对复合材料的氧化烧蚀特性进行了模拟研究。结果表明，随着温度升
【机 构】
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西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室
【基金项目】
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国家数值风洞工程项目（No.NNW2018-ZT2A04,No.NNW2020ZT3-A22）；
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C/SiC复合材料具有强度高、耐高温等优点，在航空航天领域中应用广泛。本文采取实验测量与数值模拟结合的方法，针对C/SiC复合材料内碳纤维发生氧化烧蚀致使材料失效的问题展开了研究。首先，通过实验测量了不同温度、氧分压下碳纤维氧化失重速率并拟合了关系式；随后，基于关系式构建了氧化烧蚀模型；最后，采用格子玻尔兹曼方法 （LBM）求解控制方程，对复合材料的氧化烧蚀特性进行了模拟研究。结果表明，随着温度升高，烧蚀速率控制因素会由反应速率逐渐转变为扩散速率；另外，数值模拟的结果表明，纯碳纤维材料的平均烧蚀速率约为C/SiC复合材料内碳纤维的2～27倍，且温度越高二者差异越大。本文的研究为C/SiC复合材料的抗氧化改进提供理论基础。
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