1、熱防護系統(tǒng)是高超聲速飛行器的最重要的系統(tǒng)之一，在飛行器氣動加熱的高溫惡劣環(huán)境下保障飛行器內部的溫度條件和系統(tǒng)的結構完整性。在該系統(tǒng)的制造過程中，存在一定的不確定因素，會導致生產出的高超聲速熱防護系統(tǒng)零件在尺寸、材料性能等方面普遍存在差異，這種差異對熱防護系統(tǒng)的可靠性和整體性能會產生影響。為確定參數(shù)的不確定性對熱防護結構可靠性和整體性能的影響程度，本文針對廣泛應用于高超聲速飛行器上的剛性陶瓷瓦熱防護系統(tǒng)，進行了相關概率分析研究。
　

2、　首先，本文建立了剛性陶瓷瓦熱防護系統(tǒng)的參數(shù)化模型，并在該模型的基礎上，對剛性陶瓷瓦熱防護系統(tǒng)進行了高熱流密度傳熱狀態(tài)下的靈敏度分析，確定了各參數(shù)對熱防護結構隔熱性能的影響程度和性質，以便于在熱防護結構的設計、制造等工作中把握重點、降低成本、提高效率。
　　其次，本文結合有限元法和蒙特卡洛法，建立了系統(tǒng)概率熱分析模型。在充分考慮熱防護系統(tǒng)各層厚度以及比熱容、熱傳導系數(shù)和表面輻射率等材料屬性參數(shù)的不確定性的前提下，結合響應面法等概率

3、分析方法，得到了輸出參數(shù)的概率分布特性，并對熱可靠性進行了評估。在此基礎上，提出新的概率設計方法，在滿足可靠度的情況下設計出熱防護系統(tǒng)的最小厚度，對減小設計的保守性，合理確定陶瓷瓦厚度，減輕系統(tǒng)重量均具有指導意義。
　　最后，本文提出了經過增維處理的精細時間積分（PTI）算法和Krylov子空間法用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基于時間差分的直接積分（DTI）方法來解決瞬態(tài)熱傳導問題。通過運用增維方法，瞬態(tài)熱傳導有限元求解方程被轉化為它的等效齊次形

4、式，由此避免了矩陣的求逆。在此基礎上，運用精細時間積分算法和Krylov子空間法求解了齊次方程組，節(jié)省了計算時間，提高了計算精度，為大量概率樣本計算提供了可能。文中運用典型剛性陶瓷瓦熱防護系統(tǒng)的算例來驗證所提出算法的有效性，同時將其計算結果和商用軟件 ANSYS以及傳統(tǒng)直接積分法的計算結果進行了比較。數(shù)值結果顯示，相比較于傳統(tǒng)的直接積分法，增維精細積分算法要更穩(wěn)定，精度更高，且對時間步長不敏感，而增維Krylov子空間法則更適用于大規(guī)模