SAMCEF Amaryllis 热防护及烧蚀分析专业解决方案

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SAMCEF Amaryllis热防护及烧蚀分析专业解决方案

SAMCEF Amaryllis 具有以下分析功能：

考虑热解过程中各热化学反应的能量及物质平衡

模拟相变烧蚀、化学烧蚀、机械剥蚀或不同烧蚀的耦合

结合材料的热传导、对流、辐射及热接触等各类热边界条件

依据实验测得的相关材料属性，保证非常高的计算精度

分析热防护结构上各点温度、物质密度及结构表面压力的变化历程

整个模拟进程中结构几何形态的改变及对热场的影响

　　进而通过分析结果来判断热防护结构的可靠性，以及如何改进结构设计及进行相关优化。

SAMCEF Amaryllis 全球客户：

SAMCEF Amaryllis是针对热防护设计和烧蚀分析

的专业解决方案，主要适用于再入飞行器、再入弹

头、火箭整流锥、燃气舵，导弹发射架等结构的热防

护设计以及其他需要传热分析的领域，是研发历史最

久、求解功能最完善的能模拟烧蚀现象的仿真软件。

SAMCEF Amaryllis可以用于2D轴对称模型和3D

实体模型。能够对高速和超高速飞行器的碳基、硅基

及金属防热材料进行烧蚀分析，包括表面烧蚀、机械

烧蚀(剥蚀、溶化)、化学烧蚀(热化学反应)、相变烧

蚀(气化、升华)、体积烧蚀、热分解等，并能进行烧

蚀，升华等热致质量流失过程模拟。

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分析类型

• 传热问题：热传导、对流和高级辐射分析

• 吸湿现象：复合材料附湿对烧蚀的影响

• 多孔介质：通过求解Fourier方程（温度）和Darcy方程（压力、质量）

• 热解：物质受热发生分解的热化学反应过程，产生气体并且考虑气体通过媒介的扩散，这种现象的描

述需要利用Arrhenius方程的多孔介质模型

• 烧蚀：通过空气动力加热产生的热能使固体表面熔融、升华及剥落等物理或热化学反应现象

单元类型

• 0D、1D、2D及3D传热单元（点、杆梁、轴对称、膜及实

体单元）

• 热接触单元及热辐射单元

• 2D及3D多孔单元（轴对称、膜及实体单元）

• 2D及3D热解和烧蚀单元（轴对称、膜及实体单元）

边界条件

SAMCEF Amaryllis提供多种边界条件的定义，主要包括：

热流、对流、辐射、烧蚀。其中，烧蚀可分别模拟下面三种

类型，也可同时模拟不同种类的耦合效果。

• 机械烧蚀：用于模拟由于大气引起的机械摩擦

• 化学烧蚀：用于描述由于化学反应引起的表面烧蚀

• 相变烧蚀：体现了材料在受热时引起的液化或升华

烧蚀网格重划分

烧蚀是由于热或机械载荷使固体表面材料减少的过程。为描述材料减少这一现象，SAMCEF

Amaryllis运用了特殊的算法，自动的重新划分固体网格。

不同于其他软件的“杀死”单元的方式，SAMCEF Amaryllis采用网格自适应的方法，外表面随烧蚀

移动，内部网格分布根据温度渗透深度进行调整，来实现自动网格重划分，计算过程更平滑更准确。这

一算法可精确描述烧蚀过程中物质材料表面的退化，从而对温度场、压力场和热解烧蚀过程进行精确描

述，很好地保证了结果的精确程度。

后处理

后处理功能提供了一系列工具，可以显示如下结果：

• 温度场及压力

• 烧蚀后几何形态

• 热流及热平衡

• 气体质量流

• 体积和密度变化

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