鉴于高速飞行器的结构防热和轻质多功能化需求,本文根据波纹和点阵夹芯结构的构型特征,结合功能梯度材料的特性,提出了非均匀梯度波纹点阵结构的概念,设计了Y方向和Z方向梯度的波纹点阵结构新构型。基于离散坐标辐射模型和层流模型,建立了传导、辐射、对流换热耦合条件下夹芯结构的三维传热模型,提出了夹芯结构传热系数的计算方法。为保证计算方法的正确性,对夹芯结构高温传热的数值计算方法进行了验证,数值计算结果与实验结果具有很好的一致性。具体内容如下:首先,本文研究了不同温度下C/SiC陶瓷基波纹和波纹点阵夹芯结构的稳态和瞬态的温度场分布,并探讨了不同温度边界条件和不同热传导系数的填充物对C/SiC陶瓷基波纹夹芯结构的传热系数的影响。发现结构在传热初期升温较快,随着时间的增长升温幅度逐渐变小;随着温度的升高,结构的传热系数都逐渐升高,并且升高的趋势逐渐增强;填充物热传导系数越小,夹芯结构的隔热性能越好。其次,分析了不同结构细观尺寸与梯度波纹点阵结构传热系数的关系。结果表明,当温度较低时,芯子的体积越大,结构的传热系数越大;而温度较高时,芯子的体积越大,结构的传热系数越小。最后,以Z方向梯度波纹点阵夹芯结构为分析对象,研究了结构传热系数随空气流场速度的变化规律,不同温度下腔体辐射传热在结构传热中所占的比例以及结构内部表面辐射发射率与其传热系数之间的关系。结果表明:随着空气流速的升高,结构的传热系数逐渐降低,但降低的趋势逐渐变缓。随环境温度的升高,腔体辐射传热在结构传热中所占的比例升高,并且升高的趋势逐渐变缓;夹芯结构内部表面辐射发射率越低,结构的隔热性能越好。