空间光学遥感器热设计 被引量：24

1

作者 杨献伟 吴清文 +2 位作者 李书胜 江帆 李志来 《中国光学》 EI CAS 2011年第2期139-146,共8页

为了保证空间光学遥感器所需温度条件,本着被动热控为主、主动热控为辅的原则对其进行了热设计。首先,分析了遥感器在轨工作模式,建立了遥感器外热流计算模型,根据遥感器各面外热流变化,确定了3个极端工况。然后,以对日低温工况热设计... 为了保证空间光学遥感器所需温度条件,本着被动热控为主、主动热控为辅的原则对其进行了热设计。首先,分析了遥感器在轨工作模式,建立了遥感器外热流计算模型,根据遥感器各面外热流变化,确定了3个极端工况。然后,以对日低温工况热设计为主对遥感器进行了热设计。最后,对热设计进行了热仿真分析和热试验验证。结果表明:镜组温度水平可控制在(18±1.5)℃,且满足轴向温差要求;CCD器件温度变化为18～26℃,相邻轨道无温度累加。该热控设计方案可行,可对其它低能量、大窗口空间光学遥感器的热设计提供借鉴。 展开更多

关键词 光学遥感器 热设计 热仿真 CCD

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炭/炭复合材料在空间光学遥感器热控制中的应用 被引量：12

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作者 吴清文 王领华 +3 位作者 杨献伟 江帆 郭亮 陈立恒 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1984-1990,共7页

提出在金属表面粘贴炭/炭复合材料来解决空间光学遥感器光机结构材料导热率低、温度梯度较大的问题。概述了炭/炭复合材料的基本特点并建立了钢板表面粘贴炭/炭复合材料的热传导数学模型。对钢板的裸板和单面分别贴0.5mm和2mm复合材料的... 提出在金属表面粘贴炭/炭复合材料来解决空间光学遥感器光机结构材料导热率低、温度梯度较大的问题。概述了炭/炭复合材料的基本特点并建立了钢板表面粘贴炭/炭复合材料的热传导数学模型。对钢板的裸板和单面分别贴0.5mm和2mm复合材料的3种状态进行了理论分析与温度测试试验,获得了钢板在3种状态下的等效热导率。利用IDEAS-TMG有限元软件对模型进行了仿真分析并对钢板在上述3种状态下的传热性能进行了比较。对比结果显示,粘贴炭/炭复合材料能很好地改善钢板的传热性能。最后,将0.5mm厚的炭/炭复合材料应用于低热导率的星敏感器安装支架(材料为TC4)的热控,并对星敏感器支架粘贴炭/炭复合材料前后两种情况进行了温度测试试验。试验结果显示,表面粘贴炭/炭复合材料后,星敏感器支架测点温差由28℃减小为5℃,提高了星敏感器支架温度均匀性,表明该措施对改善空间光学遥感器上低热导率结构件的温度梯度很有意义。 展开更多

关键词 空间光学遥感器 炭/炭复合材料 温度梯度 热导率 星敏感器支架

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星敏感器支架的结构/热稳定性分析及验证 被引量：18

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作者 江帆 吴清文 +4 位作者 王忠素 苗健宇 郭亮 陈立恒 杨献伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3463-3468,共6页

为明确星敏感器支架受空间环境影响产生的变形对星敏感器定姿精度的影响,对星敏感器支架的结构/热稳定性进行了研究。通过有限元法对星敏感器支架进行刚度分析,将热分析获得的在轨极端工况下的温度数据映射至结构模型上计算得到热变形,... 为明确星敏感器支架受空间环境影响产生的变形对星敏感器定姿精度的影响,对星敏感器支架的结构/热稳定性进行了研究。通过有限元法对星敏感器支架进行刚度分析,将热分析获得的在轨极端工况下的温度数据映射至结构模型上计算得到热变形,利用最小二乘法得到各星敏感器光轴矢量,最后进行试验验证。结果表明：星敏感器组件的结构基频为429 Hz,与分析结果相差不超过2%,试验前后星敏感器光轴与基准坐标系各轴夹角最大变化不超过5″;在轨期间星敏感器支架最大温度波动小于2℃,星敏感器光轴变化最大为4″~5″,与分析结果一致。星敏感器支架的结构/热稳定性良好,能够满足星敏感器定姿精度要求。 展开更多

关键词 星敏感器支架 热变形 稳定性

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低轨道轻质星载一体化空间光学遥感器的热设计 被引量：11

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作者 江帆 吴清文 +3 位作者 刘巨 李志来 杨献伟 于善猛 《中国光学》 EI CAS 2013年第2期237-243,共7页

根据空间光学遥感器的轨道特点和任务需求,通过仿真分析对其进行了热设计。考虑近地空间环境的特殊性,选择防原子氧布作为多层隔热材料的面膜。为减小遥感器框架上安装的星上设备对遥感器温度的影响,设计了大热阻安装结构并使用了聚酰... 根据空间光学遥感器的轨道特点和任务需求,通过仿真分析对其进行了热设计。考虑近地空间环境的特殊性,选择防原子氧布作为多层隔热材料的面膜。为减小遥感器框架上安装的星上设备对遥感器温度的影响,设计了大热阻安装结构并使用了聚酰亚胺隔热垫。根据离轴三反光学遥感器及星载一体化卫星的结构特点,划分了主动加热区域,分配了加热功耗。由于遥感器对地观测频率低、工作功耗小、工作时间短,CCD焦面组件不设置散热面。根据遥感器的轨道参数和姿态,确定了3个典型工况并对其进行了仿真分析和热平衡试验。结果显示,遥感器本体温度为(18±4)℃、光学元件温度为(18±2)℃、CCD温度≤30℃,得到的仿真分析结果和试验数据验证了遥感器热设计的有效性。 展开更多

关键词 空间光学遥感器 低轨道 热设计

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细菌基因组同源重组:量化与鉴定 被引量：2

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作者 杨献伟 杨瑞馥 崔玉军 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期137-143,共7页

同源重组(Homologous recombination)是塑造细菌群体多样性的重要原因之一。遗传物质通过同源重组在细菌不同种系间进行水平转移,打乱了克隆繁殖形成的竖向系统发育结构,从而为系统发育重建和种群结构判定带来困难。本文讨论了同源重组... 同源重组(Homologous recombination)是塑造细菌群体多样性的重要原因之一。遗传物质通过同源重组在细菌不同种系间进行水平转移,打乱了克隆繁殖形成的竖向系统发育结构,从而为系统发育重建和种群结构判定带来困难。本文讨论了同源重组对系统发育分析和进化研究的影响,从实际应用的角度对量化重组程度和鉴定重组事件的常用软件及方法进行了综述,归纳了各软件工具和模型方法的优缺点,旨在对细菌重组分析和种群进化研究有所借鉴。 展开更多

关键词 同源重组 克隆 基因组 系统发育 种群结构

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基于有效模态质量的有限元建模 被引量：6

6

作者 石进峰 吴清文 +2 位作者 郭万存 杨献伟 黄勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期995-998,共4页

介绍一种简单的基于有效模态质量与结构质量的比值∑meff/m来判断有限元模型精确度的方法,给出了基于多自由度系统的理论证明。在通过试验验证了某空间相机及其支架各自有限元模型正确性的前提下,针对二者之间的特殊连接结构采用三种建... 介绍一种简单的基于有效模态质量与结构质量的比值∑meff/m来判断有限元模型精确度的方法,给出了基于多自由度系统的理论证明。在通过试验验证了某空间相机及其支架各自有限元模型正确性的前提下,针对二者之间的特殊连接结构采用三种建模方式,分别计算整体结构的有效模态质量和模态频率,其中∑meff/m比值最大的模型所对应的模态频率计算值与试验值最接近,误差在5%之内。有效模态质量是判断有限元模型好坏的重要参数,该方法对一般结构的有限元建模工作有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 有效模态质量 结构质量 有限元分析 空间相机 模态频率

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光轴竖直大口径长焦距平行光管热设计 被引量：5

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作者 石进峰 吴清文 +2 位作者 杨献伟 刘宏伟 黄勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1617-1622,共6页

工作在真空罐内的平行光管的工作环境特点决定了其与空间光学遥感器相同的热设计原则，光管的结构形式对工作温度提出了严格要求。首先，确定光管结构表面的热控涂层和多层隔热材料的包覆方式；其次，光管热设计的关键是加热区设计，设... 工作在真空罐内的平行光管的工作环境特点决定了其与空间光学遥感器相同的热设计原则，光管的结构形式对工作温度提出了严格要求。首先，确定光管结构表面的热控涂层和多层隔热材料的包覆方式；其次，光管热设计的关键是加热区设计，设计了两种加热方案，从可实施性和加热功耗大小对两种方案进行了比较；最后，对最终的热设计方案进行仿真分析。结果表明：平行光管光机结构的温度水平可控在19．3～20．8℃，主镜温度为19．5℃，满足设计要求，验证了热设计方案的可行性，可对其他同类型的地面光机结构的热设计提供借鉴。 展开更多

关键词 热设计 平行光管 主动热控 热分析

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多层隔热材料飞行试验研究综述 被引量：6

8

作者 石进峰 吴清文 +1 位作者 陈立恒 杨献伟 《中国光学》 EI CAS 2013年第4期457-469,共13页

考虑在低地球轨道中热控材料的性能变化直接影响航天器的温度,本文从3个方面研究了多层隔热组件的在轨性能变化。首先,介绍了地面模拟空间环境对热控材料的破坏试验;然后,重点对比分析了哈勃望远镜、长期暴露装置和国际空间站上多层隔... 考虑在低地球轨道中热控材料的性能变化直接影响航天器的温度,本文从3个方面研究了多层隔热组件的在轨性能变化。首先,介绍了地面模拟空间环境对热控材料的破坏试验;然后,重点对比分析了哈勃望远镜、长期暴露装置和国际空间站上多层隔热组件样本的试验数据,得到了相关的材料性能结果;最后,详细描述了哈勃望远镜维修用多层隔热组件面膜的地面筛选试验。通过对比在轨飞行数据和地面试验数据发现,影响近地轨道卫星多层隔热组件面膜寿命的首要因素是原子氧和温度循环的共同作用,紫外照射和带电粒子的影响相对较弱。该结论为地面加速试验的规划与修正和长寿命航天器的热设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 低地球轨道 多层隔热组件 原子氧 哈勃望远镜

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月基探测器热设计和计算机仿真 被引量：3

9

作者 李书胜 吴清文 +1 位作者 杨献伟 陈波 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第6期2083-2087,共5页

为了在月球表面观测地球的等离子体层，开展了月基探测器的研究。针对月基探测器所处的空间环境及热控指标，详细阐述了月基探测器的热设计方案。根据月基探测器的结构和热控方案，在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型，并进行了计算机仿... 为了在月球表面观测地球的等离子体层，开展了月基探测器的研究。针对月基探测器所处的空间环境及热控指标，详细阐述了月基探测器的热设计方案。根据月基探测器的结构和热控方案，在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型，并进行了计算机仿真分析。仿真分析结果表明，有效载荷主体部分最大温度范围为-45℃-65℃，其余部分为．110℃～102℃，满足了热设计指标，故该热设计方案合理可行。 展开更多

关键词 深空探测 月基探测器 月表 热设计 计算机仿真

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空间相机热平衡试验温度预测方法改进及应用 被引量：2

10

作者 石进峰 吴清文 +1 位作者 黄勇 杨献伟 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期45-52,共8页

为实现对航天器热平衡试验平衡温度的预测,建立了热平衡温度预测的方程式,对影响预测结果的各参数进行了分析。首先,由节点网络法推导出平衡温度表达式,介绍了其基于非线性最小二乘法的求解过程,建立了平衡温度的迭代方程;其次,结合大... 为实现对航天器热平衡试验平衡温度的预测,建立了热平衡温度预测的方程式,对影响预测结果的各参数进行了分析。首先,由节点网络法推导出平衡温度表达式,介绍了其基于非线性最小二乘法的求解过程,建立了平衡温度的迭代方程;其次,结合大量的试验数据,对影响迭代结果的3个因素进行了统计分析,并最终确定了各因素的合理取值范围;最后,利用温度预测程序对某空间相机热平衡试验中低温工况的平衡温度进行了预测,并与试验结束后的结果进行了对比。结果表明,预测温度与试验数据的误差为±1℃(在3%之内),满足精度要求,对热平衡温度准确的预测有效的缩短了试验时间,节省试验费用。 展开更多

关键词 节点网络法 热平衡试验 温度预测 非线性最小二乘法 空间相机

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导流散热型LED灯的热分析与试验研究 被引量：3

11

作者 王祥 吴清文 +3 位作者 杨献伟 高建国 黄勇 徐振邦 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期128-133,共6页

对某LED灯开展了空气导流技术的散热设计,进行了有、无空气导流散热条件下的仿真分析,针对热分析模型进行反复修正迭代,得到了准确的仿真结果。仿真分析与试验结果表明,在有空气导流散热的情况下,LED灯的结温较无空气导流散热时降低约8... 对某LED灯开展了空气导流技术的散热设计,进行了有、无空气导流散热条件下的仿真分析,针对热分析模型进行反复修正迭代,得到了准确的仿真结果。仿真分析与试验结果表明,在有空气导流散热的情况下,LED灯的结温较无空气导流散热时降低约8℃,LED灯的使用寿命可延长2 000h。进一步研究发现,基板下表面的发射率、接触热阻以及LED与对流孔之间的距离等因素对LED灯的散热均有影响,最终对各个影响因素进行灵敏度分析,给出了降低结温的几点建议。 展开更多

关键词 发光学 空气导流 计算机仿真 LED灯 散热

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日-地系拉格朗日L1点太阳观测器热设计 被引量：2

12

作者 王祥 李义 杨献伟 《中国光学》 EI CAS 2013年第6期930-938,共9页

对将运行于日-地L1点的太阳观测器进行了热设计,重点论述了日-地L1点的轨道外热流计算和Lymanα日冕仪(LACI)反射镜M2光阱、Lymanα日冕成像仪(LADI)滤光片组件、CCD组件、电箱、观测器主体等部分的热设计方案。通过在探测器对日面设置... 对将运行于日-地L1点的太阳观测器进行了热设计,重点论述了日-地L1点的轨道外热流计算和Lymanα日冕仪(LACI)反射镜M2光阱、Lymanα日冕成像仪(LADI)滤光片组件、CCD组件、电箱、观测器主体等部分的热设计方案。通过在探测器对日面设置集热板,将观测器的主动加热功耗降低了73%;选用预埋热管的设计方案解决了对日定向观测导致的框架温差问题。仿真分析结果表明,在对日高温工作、对日低温工作、低温存储、轨道转移等4个极端工况下,观测器各组件温度均满足指标要求。该热设计方案以较低的加热功耗,解决了太阳观测器在轨工作阶段的散热、轨道转移阶段的保温等问题,满足CCD焦面工作温度<-50℃的要求。 展开更多

关键词 热设计 Lymanα日冕仪 Lymanα日冕成像仪 太阳观测

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空间太阳望远镜热设计 被引量：3

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作者 杨爽 杜昌帅 +2 位作者 杨献伟 刘春龙 熊琰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期198-206,共9页

针对空间太阳望远镜工作时间长、工作环境苛刻的热特点,在极端工况条件下对空间太阳望远镜本体框架和导行镜进行热设计。通过在高低温工况下进行有限元仿真分析与热平衡试验,对本体框架和导行镜热分析与热平衡试验结果进行了对比,其温... 针对空间太阳望远镜工作时间长、工作环境苛刻的热特点,在极端工况条件下对空间太阳望远镜本体框架和导行镜进行热设计。通过在高低温工况下进行有限元仿真分析与热平衡试验,对本体框架和导行镜热分析与热平衡试验结果进行了对比,其温度均控制在22℃,并且同一工况下各组件的温度波动均小于1℃,验证了热设计的正确性。同时本体框架与导行镜有限元仿真与热平衡试验在高温工况下的功耗差为1.2 W,低温工况下的功耗差为0.8 W,仿真分析和热平衡试验吻合,分析正确有效,保证了望远镜在复杂工作条件下的正常工作,为提高空间太阳望远镜本体模块与对日追踪光学系统的可靠性与热设计优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 热设计 有限元仿真分析 热平衡试验 热功耗 空间太阳望远镜

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