航天器刚性基板太阳电池阵在轨热分析 被引量：11

1

作者 秦文波 程惠尔 李鹏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期827-831,共5页

针对周期性热交变环境引起的航天器上刚性太阳电池阵温度变化对其性能和可靠性有着较大影响的问题.以4块电池板组成的太阳电池阵作为研究对象,将其内部传热过程看成无内热源三维各向异性的非稳态导热问题,全面考虑光电转换效率、布片效... 针对周期性热交变环境引起的航天器上刚性太阳电池阵温度变化对其性能和可靠性有着较大影响的问题.以4块电池板组成的太阳电池阵作为研究对象,将其内部传热过程看成无内热源三维各向异性的非稳态导热问题,全面考虑光电转换效率、布片效率和外热流等各种影响因素,进行刚性太阳电池阵在轨热分析.首先进行网格划分,计算节点为5 060个,然后运用有限差分法,考虑节点的不同位置特点,建立全隐式离散方程,最后采用AD I算法求解离散方程,得到太阳电池阵周期温度变化及各方向上温度分布规律,并与太阳电池阵的遥测数据进行比对,验证了热分析的正确性.该研究为太阳电池阵可靠设计提供参考. 展开更多

关键词 航天器 太阳电池阵 热分析 数值模拟

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微通道中液滴的耗散粒子动力学模拟 被引量：6

2

作者 陈硕 赵钧 +2 位作者 王丹 刘明安 范西俊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1833-1837,共5页

利用耗散粒子动力学(DPD)对三维微通道中的液滴动力学进行了研究.通过提高两种流体之间的保守力系数获得不互溶的两种流体,并分析了相应的F lory-Hugg ins模型中的χ参数.DPD计算所获得的表面张力与G root等给出的理论公式相符合.计算... 利用耗散粒子动力学(DPD)对三维微通道中的液滴动力学进行了研究.通过提高两种流体之间的保守力系数获得不互溶的两种流体,并分析了相应的F lory-Hugg ins模型中的χ参数.DPD计算所获得的表面张力与G root等给出的理论公式相符合.计算采用消息传递并行计算技术(M P I),计算过程模拟了高分子液滴穿过突扩突缩通道时的形态变化.计算结果表明,不同尺寸的高分子液滴穿过微通道所需要的时间不同,随着液滴直径与通道高度比值的增加,所需时间单调上升,但上升的趋势逐渐减缓. 展开更多

关键词 耗散粒子动力学 液滴 微通道 并行计算

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飞机整体结构件加工变形的产生和对策 被引量：29

3

作者 康小明 孙杰 +1 位作者 苏财茂 柯映林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第13期1140-1143,共4页

分析了整体结构件加工变形的产生机理。通过两个实例 ,说明了整体结构件已去除材料残余应力的释放和切削加工表面残余应力对工件变形的影响。提出了深冷处理消除毛坯残余应力、高速切削和切削加工工艺优化等抑制整体结构件加工变形的策... 分析了整体结构件加工变形的产生机理。通过两个实例 ,说明了整体结构件已去除材料残余应力的释放和切削加工表面残余应力对工件变形的影响。提出了深冷处理消除毛坯残余应力、高速切削和切削加工工艺优化等抑制整体结构件加工变形的策略。针对整体结构件弯曲变形 。 展开更多

关键词 整体结构件 加工变形 机理 抑制 校形

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基于神经网络的两相流流型识别方法研究 被引量：19

4

作者 贾志海 牛刚 王经 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期368-372,共5页

采集了水平管内气水两相流动的差压信号,利用概率密度函数(PDF)对差压信号特征进行了分析;定义了PDF的四个特征参数,即PDF波峰个数K1、波峰峰值K2、波峰位置K3、以及PDF的方差K4来反映流型的特征。运用四个参数构成的特征向量对径向基函... 采集了水平管内气水两相流动的差压信号,利用概率密度函数(PDF)对差压信号特征进行了分析;定义了PDF的四个特征参数,即PDF波峰个数K1、波峰峰值K2、波峰位置K3、以及PDF的方差K4来反映流型的特征。运用四个参数构成的特征向量对径向基函数(RBF)神经网络进行训练并识别流型,结果表明,该方法具有识别速度快、准确率高的特点,从而为两相流的流型识别提供了一种有效的手段。 展开更多

关键词 两相流 流型识别 概率密度函数(PDF) 神经网络

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空间发动机羽流场的试验研究 被引量：7

5

作者 肖泽娟 程惠尔 +2 位作者 周伟敏 周世宏 周红玲 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期480-485,共6页

为研究空间发动机羽流对卫星的影响,建立羽流污染预报系统,研制了一套羽流试验系统并进行了试验研究。试验台主要包括空间环境模拟系统,电热气体发动机,稳压气源,轴向和径向移动装置,测量系统和温控系统。系统可在满足10-3Pa量级的真空... 为研究空间发动机羽流对卫星的影响,建立羽流污染预报系统,研制了一套羽流试验系统并进行了试验研究。试验台主要包括空间环境模拟系统,电热气体发动机,稳压气源,轴向和径向移动装置,测量系统和温控系统。系统可在满足10-3Pa量级的真空压力和93±5K的背景温度下稳定运行和精确测量。本文完成了表征羽流特征的关键参数-压力场的测量,同时采用CFD和DSMC相结合的方法进行羽流场的数值模拟计算。测量数据与数值计算结果以及相似试验条件下Boyd等人的测量结果进行了对比。 展开更多

关键词 羽流试验 羽流污染 DSMC方法 CFD方法

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空间多层打孔隔热材料热分析及性能研究 被引量：6

6

作者 李鹏 程惠尔 秦文波 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B12期213-217,共5页

分析了空间多层打孔隔热材料中导热和辐射的复合传热问题，建立了反射屏的能量方程。结合有限差分法，提出了空间多层打孔隔热材料反射屏温度计算的模型以及内部辐射数值分析模型。分析了层密度、打孔率、反射屏表面黑度和反射屏厚度等... 分析了空间多层打孔隔热材料中导热和辐射的复合传热问题，建立了反射屏的能量方程。结合有限差分法，提出了空间多层打孔隔热材料反射屏温度计算的模型以及内部辐射数值分析模型。分析了层密度、打孔率、反射屏表面黑度和反射屏厚度等主要的多层打孔隔热材料参数对材料隔热性能的影响。该材料性能的研究对提高空间多层打孔隔热材料的隔热效果，实现材料的优化设计具有积极的指导意义。 展开更多

关键词 多层打孔隔热材料 热分析 温度场 性能研究

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空间对接机构丝杠副在轨温度的数值模拟 被引量：5

7

作者 李鹏 程惠尔 秦文波 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1262-1266,1277,共6页

根据空间对接机构的结构特点和环境条件,利用能量守恒原理和节点网络方法,提出反映机构热特点的简化物理数学模型.采用蒙特卡洛法和太阳窗口,分析计算单机间的辐射交换因子和构件的太阳热量.对于低轨飞行器,能量方程中考虑地球红外辐射... 根据空间对接机构的结构特点和环境条件,利用能量守恒原理和节点网络方法,提出反映机构热特点的简化物理数学模型.采用蒙特卡洛法和太阳窗口,分析计算单机间的辐射交换因子和构件的太阳热量.对于低轨飞行器,能量方程中考虑地球红外辐射和反射辐射的影响.应用隐式R-K法,耦合求解机构节点刚性非线性温度微分方程组,得到收拢和伸出两种状态下,机构丝杠副等组件的在轨瞬态温度变化规律,分析不同构件表面辐射特性对温度的影响.研究结果对丝杠副工作热可靠性评估、机构热控方案的设计和实施有实际参考价值. 展开更多

关键词 空间对接机构 丝杠副 温度分布 热分析

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多层打孔隔热材料空间应用热性能研究 被引量：8

8

作者 李鹏 程惠尔 秦文波 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期18-22,共5页

在分析了空间多层打孔隔热材料中导热和辐射的复合传热问题的基础上,提出了空间多层打孔隔热材料反射屏温度计算的模型以及内部辐射数值分析模型。利用该模型对不同几何、物理参数下的对象进行模拟计算,通过对计算结果的分析,明确作为... 在分析了空间多层打孔隔热材料中导热和辐射的复合传热问题的基础上,提出了空间多层打孔隔热材料反射屏温度计算的模型以及内部辐射数值分析模型。利用该模型对不同几何、物理参数下的对象进行模拟计算,通过对计算结果的分析,明确作为几何参数的层密度和层数以及作为表面特性参数的黑度和打孔率对材料热性能的影响。该热性能的研究对提高空间多层打孔隔热材料的隔热效果,实现材料的优化设计具有积极的指导意义。 展开更多

关键词 多层打孔隔热材料 空间应用 热性能研究

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空间对接机构地面真空热试验 被引量：3

9

作者 秦文波 程惠尔 +1 位作者 刘振宇 李鹏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1469-1472,1479,共5页

提出了改进的热控件设计方案,即在对接锁驱动组合外围不实施整个包裹,而是在较小尺寸的对接锁外围单独包裹的对接机构;根据对接机构在轨飞行中可能出现的7个极限工况和拉偏热循环条件,在空间环境模拟器的真空罐中完成了对接机构地面真... 提出了改进的热控件设计方案,即在对接锁驱动组合外围不实施整个包裹,而是在较小尺寸的对接锁外围单独包裹的对接机构;根据对接机构在轨飞行中可能出现的7个极限工况和拉偏热循环条件,在空间环境模拟器的真空罐中完成了对接机构地面真空热试验,考核了对接机构热控系统的控温性能及其机械组件的运动功能;同时,观测了不同轨道舱边界温度和外热流对不同位置零部件温度的影响,并对热平衡试验数据与仿真计算结果进行了比对.结果表明:所提出的热控设计方案基本能够满足设计要求,在所设计的温度条件下,对接机构能够正常工作;在真空热循环条件下,对接机构对接环的推出/拉回以及对接锁系的锁合/解锁等运动功能和基本性能均满足设计要求. 展开更多

关键词 对接机构 热控方案 热平衡试验 真空热试验

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太阳电池阵极月轨道在轨热分析 被引量：6

10

作者 李鹏 程惠尔 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期303-308,共6页

以极月轨道上太阳电池阵作为研究对象,详细分析了该轨道上电池阵所得各外热流的确定方法．以此为基础,对太阳电池阵进行在轨温度数值模拟,得到月球轨道上电池阵所得外热流以及温度的周期分布．计算结果与地球卫星的相应数据进行比较,明... 以极月轨道上太阳电池阵作为研究对象,详细分析了该轨道上电池阵所得各外热流的确定方法．以此为基础,对太阳电池阵进行在轨温度数值模拟,得到月球轨道上电池阵所得外热流以及温度的周期分布．计算结果与地球卫星的相应数据进行比较,明确了月球轨道上电池阵所得外热流以及温度的周期分布特点,为月球卫星上太阳电池阵以及整个卫星的设计提供了有利的数据参考． 展开更多

关键词 太阳电池阵 极月轨道 热分析 数值模拟

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Hall推力器羽流数值模拟 被引量：2

11

作者 钱中 王平阳 +1 位作者 杜朝辉 康小录 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期93-97,共5页

以稳态等离子体推力器(SPT)羽流流场为研究对象,基于直接蒙特卡罗模拟与粒子单元混合方法建立数值模型,模拟等离子体稳态流动,研究流场特性。将计算结果与实验数据相比较,并与同类推力器羽流参数进行比较,以保证仿真可靠性。研究表明,... 以稳态等离子体推力器(SPT)羽流流场为研究对象,基于直接蒙特卡罗模拟与粒子单元混合方法建立数值模型,模拟等离子体稳态流动,研究流场特性。将计算结果与实验数据相比较,并与同类推力器羽流参数进行比较,以保证仿真可靠性。研究表明,所建立的仿真模型能够较好地预测SPT羽流电子数密度和离子电流密度等参数。 展开更多

关键词 稳态等离子推力器 羽流 蒙特卡罗法 粒子单元法 数值仿真

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单组元推力室在真空深冷环境中的降温分析 被引量：2

12

作者 肖泽娟 李鹏 +2 位作者 程惠尔 周红玲 黄瑞生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期116-119,共4页

基于能量守恒原理, 提出单组元推力室毛细喷注管和集合器、喷注板、支架等主要部件在真空深冷环境中耦合传热的物理模型和数学方程, 并据此求得一台10N单组元发动机的典型降温规律。计算结果与发动机地面真空低温模拟试验数据作了比对,... 基于能量守恒原理, 提出单组元推力室毛细喷注管和集合器、喷注板、支架等主要部件在真空深冷环境中耦合传热的物理模型和数学方程, 并据此求得一台10N单组元发动机的典型降温规律。计算结果与发动机地面真空低温模拟试验数据作了比对, 两者较为一致。喷注管壁温是推进剂流动降温计算的热边界条件和喷注管内推进剂会不会结冰的判据。 展开更多

关键词 单元推进剂火箭发动机 推力室 低温真空试验 热分析

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气液界面摩擦因子对分层流向段塞流过渡的影响 被引量：1

13

作者 刘夷平 杨维林 王经 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期888-892,共5页

根据气液两相流段塞稳定性理论,结合分层流理想化模型,对直径2.54cm水平管内空气-水两相流出现段塞流时的各相临界表观速度和临界液层高度进行了理论预测,并且分析了气液两相界面的摩擦因子对于预测流型转变的影响。由于在不同的气相流... 根据气液两相流段塞稳定性理论,结合分层流理想化模型,对直径2.54cm水平管内空气-水两相流出现段塞流时的各相临界表观速度和临界液层高度进行了理论预测,并且分析了气液两相界面的摩擦因子对于预测流型转变的影响。由于在不同的气相流速范围内,段塞流由不同形式的界面波形成,当气相表观速度小于4m?s?1时,由大振幅波形成段塞流,而当气相表观速度大于4m?s?1,段塞流由小波长的滚动波合并而成,因而根据实测数据对界面摩擦因子的计算进行了补充修正,并且应用到对应的气相流速范围。基于所给出的计算方法解得发生分层流向段塞流转变的临界表观速度和临界液层高度,并和实验数据进行了比较。结果表明所做的修正可以避免以往理论预测中出现的低估情况,求得的各临界特征参数值和实验结果吻合得较好。 展开更多

关键词 两相流动 段塞流 摩擦因子 流型转变

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稳态等离子体推力器羽流数值模拟 被引量：1

14

作者 钱中 王平阳 +1 位作者 杜朝辉 康小录 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期484-488,共5页

以国内研制的稳态等离子体推力器羽流为研究对象,建立了基于粒子单元法和直接蒙特卡罗模拟法的数值仿真模型,简化了电子动量方程,运用Boltzmann关系式求解了等离子体电势,研究了羽流电子数密度、离子电流密度及流场温度分布。通过与实... 以国内研制的稳态等离子体推力器羽流为研究对象,建立了基于粒子单元法和直接蒙特卡罗模拟法的数值仿真模型,简化了电子动量方程,运用Boltzmann关系式求解了等离子体电势,研究了羽流电子数密度、离子电流密度及流场温度分布。通过与实验数据和已有数值结果对比,以验证模型和编制的程序。研究表明,羽流出口下游0.3-1.0 m处的羽流中心电子数密度约为2.5×10^16-5×10^15m^-3,电流密度约为65-1 A/m^2。文中工作对分析等离子体羽流污染具有参考意义。 展开更多

关键词 电推力器 等离子体羽流 粒子单元法(PIC) 直接蒙特卡罗模拟法(DSMC)

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空间CO_2羽流压力场的数值计算和实验研究 被引量：1

15

作者 肖泽娟 程惠尔 +1 位作者 周红玲 周伟敏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期265-269,共5页

要解决空间羽流污染问题,首先必须精确掌握羽流场的特征。为此,在真空深冷背景环境下进行了CO2气体模拟发动机羽流压力场的数值计算和实验研究。采用经典的计算流体动力学(CFD)和直接模拟MonteCarlo(DSMC)相结合的方法进行羽流场的数值... 要解决空间羽流污染问题,首先必须精确掌握羽流场的特征。为此,在真空深冷背景环境下进行了CO2气体模拟发动机羽流压力场的数值计算和实验研究。采用经典的计算流体动力学(CFD)和直接模拟MonteCarlo(DSMC)相结合的方法进行羽流场的数值模拟。试验模拟空间高度在100公里以上,在整个测试过程真空舱内压力维持在10-3Pa量级,冷阱温度为93±5K。计算结果与测试数据吻合较好,表明文中计算方法和物理模型可以准确描述真空深冷空间环境下的羽流场特征。 展开更多

关键词 羽流试验 DSMC CFD 稀薄气体 皮托压力

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空间实验室尾部对接机构变轨期间热分析研究 被引量：1

16

作者 秦文波 程惠尔 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1276-1281,共6页

根据辐射传热基本原理和计算对象的几何物理特点，采用节点热网络方法，提出空间实验室尾部变轨发动机组和对接机构组合系统的热分析数学模型。利用龙格一库塔法，求得变轨飞行期间变轨发动机瞬态温度的变化历程和对接机构主体结构—对... 根据辐射传热基本原理和计算对象的几何物理特点，采用节点热网络方法，提出空间实验室尾部变轨发动机组和对接机构组合系统的热分析数学模型。利用龙格一库塔法，求得变轨飞行期间变轨发动机瞬态温度的变化历程和对接机构主体结构—对接框架周向、轴向温度的变化规律，着重分析对接机构组件表面辐射特性εd、液体发动机倾角β和间距R对对接机构温度分布的影响，指出两个高温发动机热辐射对尾部对接机构造成的热影响范围，大致在周向角θ=90°±30°和θ=270°±30°区域，最高温度位于对接框底部，其值介于30-90℃之间，温度随发射率的变化率△T／△εd≈96℃，表明发射率εd和发动机间距R是影响对接机构温度水平的重要因素。热分析工作是提出并改进对接机构热控设计方案的技术依据，具有十分重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 空间实验室 对接机构 变轨 热分析 热控设计

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利用一维波和段塞稳定性模型预测分层流向段塞流的转变

17

作者 刘夷平 王经 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期21-25,共5页

利用气液二相流一维波模型和段塞稳定性模型,对直径2.54 cm水平管内空气-水二相流出现段塞流时的各相临界表观速度和临界液层高度进行了理论预测。计算中发现,2种模型分别适用于不同的流速区域,在较低的气相流速下,一维波模型的预测结... 利用气液二相流一维波模型和段塞稳定性模型,对直径2.54 cm水平管内空气-水二相流出现段塞流时的各相临界表观速度和临界液层高度进行了理论预测。计算中发现,2种模型分别适用于不同的流速区域,在较低的气相流速下,一维波模型的预测结果比较理想,但是在较高的气速条件下不太适合,而利用段塞稳定性模型可以较好地获得高流速下分层流向段塞流的流型转变条件。因此,结合这2种模型对发生流型转变时的临界参数作了分析,并且应用于40 mm和50 mm水平管道的油气二相流实验。将理论计算的结果和实验测得的流型数据进行了对比,并且对影响流型的管径、流速等因素作了分析,结果表明计算得到的特征参数和实验数据比较吻合。 展开更多

关键词 二相流动 段塞流 流型转变 油气

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启动过程推力器喷注管内推进剂流的温降

18

作者 肖泽娟 程惠尔 +1 位作者 周红玲 黄瑞生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期124-127,145,共5页

根据空间发动机的总体结构、环境特点和能量守恒原理,提出推进剂在推力器喷注管内流动降温的简化数理模型,研究启动时单元推进剂在推力器喷注管内的流动降温现象。耦合求解推进剂流和喷注管能量方程,可以获得单元推力器喷注管单推三流... 根据空间发动机的总体结构、环境特点和能量守恒原理,提出推进剂在推力器喷注管内流动降温的简化数理模型,研究启动时单元推进剂在推力器喷注管内的流动降温现象。耦合求解推进剂流和喷注管能量方程,可以获得单元推力器喷注管单推三流整体温度的沿程分布规律。用推进剂模拟液实际考察和验证推力器喷注管的流动特点和理论模型的计算结果,分析推进剂流速、喷注管长度和内径对推进剂流温度变化的影响,导出推进剂流前缘出口温度和这3个物理参量间的拟合关系式。研究结果对推力器的热控设计有参考价值。 展开更多

关键词 单元推进剂 姿控发动机^+ 启动过程^+ 结冰 低温试验 热控制

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