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卫星密封舱内流动的地面模拟实验及数值计算

专 业: 热能工程
关键词: 密封舱 微重力 冷态实验 数值分析
分类号: V474
形 态: 共 73 页 约 47,815 个字 约 2.287 M内容
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内容摘要


航空航天技术领域中,如何在地面重力环境中实验模拟空间微重力条件下的流动与传热,具有重要意义,但至今尚未得到很好的解决。

本文的目的就是研究微重力环境下卫星密封舱内对流换热的地面模拟实验问题。

根据实际情况,建立切实可行的地面模拟技术,建成地面模拟实验装置,然后对其密封舱内的流动情况进行了地面实验,并且对其中一个型号的密封舱建立了数学模型,用FLUENT软件计算得到速度场。

我们知道,地面的对流问题大部分都是自然对流与强迫对流并存的混合对流。

假设空气低速流动并且物性恒定,通过理论分析,得出地面冷态模拟实验的合理性,并论证了可行性。

在该理论的指导下,分别对两个型号卫星密封舱的流动情况进行了实验研究,实验结果给出舱内的速度分布情况,并与要求的速度分布比较,由此对设计方案提出合理建议。

由于实验条件及实验原理的限制,不能从总体上了解整个密封舱内的流动情况,数值计算则可以弥补这一缺陷。

计算使用有限差分软件FLUENT,建立了简化的三维模型,控制方程采用K-ε双方程模型,计算了无重力条件下密封舱隔舱内的流动情况。

将计算结果与前面的实验结果相比,证明计算结果正确,并给出了直观的速度分布图。

根据计算结..……

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符号表
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 微重力条件下舱内对流换热的研究方法
1.2.1 微重力实验方法
1.2.2 冷态实验方法
1.2.3 热缩比技术
1.2.4 数值模拟技术
1.3 国内外研究现状
1.4 本文主要内容
第2章 卫星密封舱地面冷态模拟实验方法
2.1 冷态实验原理
2.2 实验背景
2.3 实验台的准备工作
2.3.1 热线热膜风速仪工作原理
2.3.2 IFA300A型热线热膜风速仪的主要特点
2.4 本章小结
第3章 密封舱内流动的地面冷态实验
3.1 卫星A密封舱地面模拟实验系统
3.1.1 卫星A密封舱热控设计简介
3.1.2 实验装置
3.1.3 实验过程
3.1.4 数据处理及分析
3.1.5 结论
3.2 卫星B密封舱地面模拟实验系统
3.2.1 卫星B密封舱热控设计简介
3.2.2 实验
3.3 本章小结
第4章 密封舱内流动的数值计算
4.1 隔舱数学模型与基本假设
4.2 控制方程与边界条件
4.3 网格划分
4.4 计算过程简述
4.5 计算结果及分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
附录(一) 冷态实验速度分布图
附录(二) 热线风速仪的误差分析

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中图分类: > V474 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天器及其运载工具 > 人造卫星

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