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题名飞船返回舱再入稀薄流域配平特性研究
被引量：9
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作者
梁杰
李志辉
杜波强
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机构
中国空气动力研究与发展中心超高速所
国家计算流体力学实验室
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出处
《航天返回与遥感》
2013年第3期42-48,共7页
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基金
国家自然科学基金(91016027)
国防基础科研基金项目(51313030104)资助
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文摘
飞船返回舱一般采用横偏质心位置的方法来提供再入配平攻角和实现飞行轨迹机动控制所需的配平升阻比,准确预测配平攻角随再入高度的变化对控制系统以及返回舱落点精度都非常重要。中国载人飞船返回舱再入稀薄流域配平攻角地面试验、理论计算和实际飞行中有较大差异,如何分析评估将直接影响到其它深空探测返回器的气动设计。文章采用工程和数值方法,在对原有风洞试验数据和理论计算数据整理分析的基础上,结合"阿波罗"返回舱的部分试验结果和计算研究结果以及"联盟号"飞船返回舱的计算结果,给出了配平攻角沿再入轨道变化的基本规律,分析了质心位置、壁面反射模型、马赫数、高温真实气体效应等影响返回舱再入配平特性的主要因素,可以对未来近似外形的试验和计算研究提供参考。
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关键词
再入
稀薄流域
配平攻角
飞船返回舱
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Keywords
reentry
rarefied flow regime
trim angle of attack
spaceship reentry capsule
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名表面结构对纳米级气膜稀薄流域分布的影响
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作者
牛荣军
黄平
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机构
河南科技大学机电工程学院河南洛阳
华南理工大学机械设计及理论研究所广东广州
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期9-15,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(51105131)
河南科技大学科研创新能力培育基金项目(2014ZCX004)
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文摘
磁头与磁盘的特征高度目前已经下降到纳米量级,在此微小间隙下,气体表现出明显的稀薄效应特征。建立适用于纳米间隙下的控制方程,并根据方程特点采用特殊处理方法成功对控制方程进行数值求解,采用数值分析和实验方法分析表面结构变化对稀薄流域和磁头飞行姿态的影响。研究结果表明:在纳米级气膜润滑间隙下,采用逆Knudsen数来划分稀薄流域比仅从特征膜厚高度方面考虑更合理;负压型磁头的主要工作区间在滑流区和过渡区,且过渡流域所占比例要明显高于滑流区域。稀薄效应最大的区域不是在气膜厚度最薄的磁头尾部,而是在压力突然下降且气膜较薄的阶梯过渡区域;磁头U型气垫、尾端两侧浅台阶和中间台阶结构变化会影响气流流向,从而影响压力分布,使得稀薄流域也跟随发生变化。
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关键词
气体润滑
稀薄流域
稀薄效应
磁头磁盘系统
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Keywords
gas lubrication
rarefied region
rarefied effect
head-disk system
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分类号
TH133.35
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名探月返回器稀薄气体热化学非平衡特性数值模拟
被引量：10
- 3
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作者
梁杰
李志辉
杜波强
方明
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机构
中国空气动力研究与发展中心超高速所
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出处
《载人航天》
CSCD
2015年第3期295-302,共8页
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基金
国家自然科学基金(91016027
11325212)
+1 种基金
973计划(2014CB744100)
国防基础科研基金(51313030104)
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文摘
通过发展直角/非结构混合网格下,适于复杂返回器含内能激发的五组元热化学非平衡稀薄气体直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,数值模拟了钝体返回器稀薄流区7.5 km/s和10.6km/s再入速度下的非平衡流场特性和对物面气动力/热分布的影响。计算结果表明在月球返回速度下稀薄过渡流区存在着强烈的热化学非平衡,近连续滑移区仅在激波层区域存在着较大的平动、转动和振动非平衡度,而在高稀薄流区,热力学非平衡遍布绕流物体四周,包括整个压缩区和尾迹区。高温真实气体效应对表面热环境影响显著,对表面压力和摩擦力的影响相对较弱。计算结果显示探月返回器再入绕流过程100 km飞行高度仍需要考虑热化学非平衡的影响。
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关键词
探月返回器
稀薄流域
热化学非平衡
DSMC方法
数值模拟
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Keywords
lunar exploration reentry vehicle
rarefied flow region
thermochemical nonequilibrium
DSMC method
numerical simulation
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名大型航天器再入陨落时太阳翼气动力/热模拟分析
被引量：11
- 4
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作者
梁杰
李志辉
杜波强
方明
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机构
中国空气动力研究与发展中心超高速所
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期1348-1355,共8页
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基金
国家973计划(2014CB744100)
国家自然科学基金(91016027
11325212)
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文摘
采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法对大型航天器离轨再入陨落过程中,其太阳翼帆板在稀薄过渡流域的气动力、气动热特性进行数值模拟,计算中采用流场直角与表面三角形非结构混合网格以及网格自适应技术处理这类复杂外形的流动模拟,考虑内能激发和化学反应来准确模拟气动加热,并基于MPI环境的并行算法解决计算量庞大的难题。通过计算分析太阳翼水平和垂直放置时在不同高度、不同攻角下的复杂流动特征,表明在90 km以上高空,太阳翼垂直放置时,飞行器头部脱体激波与帆板脱体激波会产生更强烈、更复杂的激波/激波和激波/边界层的干扰,在气动力和气动热的双重作用下要比水平放置时的太阳翼更快地被撕裂并脱离目标航天器。
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关键词
大型航天器
太阳翼
离轨再入
稀薄流域
气动热力学
直接模拟蒙特卡洛方法
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Keywords
Large-scale spacecraft
Solar array
Deorbit and reentry
Rarefied regime
Aerothermodynamics
Direct simulation Monte Carlo method
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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