中国科学院国家微重力实验室简介

微重力科学是随着当今载人航天技术的发展而发展起来的前沿学科．微重力环境为诸多科学问题的研究提供了机遇,蕴育着自然科学的重大突破,并正在培育新一代高技术产业,是空间科学研究的热点．为适应我国空间科学发展的需要,1995年9月4日由总装备部和中国科学院共同投资建设中国科学院国家微重力实验室,2003年4月通过全面验收,成为我国微重力科学研究基地．实验室主任为中科院院士、国际宇航科学院院士胡文瑞研究员．依托单位是中科院力学所．     

《微重力流体力学》简介

微重力流体科学是流体力学与空间材料、空间生物技术、燃烧交叉的新兴学科．研究微重力环境中流体的流动、迁移,热、质输运和相变等基本规律,还有物理化学问题和低温问题,这是微重力科学的基础和核心近三十年来,随着空间技术的进步,空间科学迅速发展．空间飞行器在轨道自由飞行时,其间的微重力水平仅为地面的１０~－３～１０~－６量级,在地面重力作用下常见的浮力对流、静压不均匀和沉降等现象都极大地减弱．因此,有可能利用微重力条件得到在地面条件下难于得到的高质量生物制品和新材料．但是,在微重力环境中,许多在地面上的次级…     

中国科学院微重力重点实验室简介

微重力科学是应运载人航天而发展起来的前沿学科.微重力环境为诸多科学问题的研究提供了机遇,孕育着自然科学的重大突破,并正在培育新一代高技术产业,是空间科学研究的热点.     

微重力流体物理专题序

微重力流体物理主要研究微重力环境中流体的行为及运动规律以及重力变化对运动规律的影响. 微重力环境中, 浮力对流、重力沉降及分层、液体静压等极大地减小, 地面重力效应掩盖的次级效应凸显, 从而影响或改变流体运动机制与行为. 微重力流体物理研究关注微重力环境(包括低重力环境)中液体、气体或多相混合物以及分散体系等物质的流动...     

微重力下密闭腔体内火焰传播过程的数值模拟

建立了微重力条件下火焰沿固体可燃物表面蔓延的数学模型．在考虑固相传热和热解过程的基础上，研究气相的燃烧动力学过程，并且给出了体现微重力燃烧两相耦合作用的相界面处理方法．首次用数值模拟的方法研究了密闭腔体内火焰传播的三维非稳态过程，对于微重力大小分别为１０－４ｇ和１０－２ｇ时的计算结果进行了分析对比．数值模拟的结果基本合理．     

第二届环太平洋微重力学术会议简介

１会议概况 第二届环太平洋微重力学术会议（２ｎｄ Ｐａｎ－Ｐａｃｉｆｉｃ　Ｂａｓｉｎ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｇｒａｖｉｔｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）于２００１年 ５月１日～４日在美国加利福尼亚的Ｐａｓａｄｅｎａ市召开会议由美国环太平洋大学联合会（ＡＰＲＵ）,中国微重力科学与应用委员会（ＮＳＭＳＡ）和日本微重力应用协会（ＪＡＳ ＭＡ）共同主办．美国航空航天局（ＮＡＳＡ）积极参加和组织了本次会议,中国科学院,日本国家空间发展局,加拿大空间局和俄罗斯空间局也参加了本次会议的组织工作．本次会议共有２００…     

微重力条件下气/液两相流流型的研究进展

气／液两相流流型是两相流研究领域最基本的课题之一,至今已有数十年的研究历史．但是,由于气／液两相流动现象极为复杂,目前还没有得到一致的结论．近十多年来,利用微重力环境减弱甚至完全消除重力的影响,简化流动中各种不同因素间的相互作用及流型特征,大大促进了对气／液两相流动特征及流型产生与转换机理的研究．同时,微重力条件下的气／液两相流动是空间技术领域必须解决的关键技术问题之一,具有重要的学术意义和重大的应用价值．本文简要总结了微重力条件下气／液两相流流型研究的基本方法以及实验结果和理论进展,指出今后研究中应该注意的一些方向．      

微重力燃烧基础研究概述

本文介绍了国外微重力燃烧基础研究的概况。在微重力条件下不存在浮力和由其引起的自然对流,从而影响了燃烧基本过程。理论和实验研究表明,在微重力条件下火焰结构,火焰传播,火焰稳定等一系列燃烧基本过程都明显不同于通常在地球表面上所观察到的现象。      

半浮区液桥振荡对流的微重力实验

利用日本微重力中心８００ｍ落井装置，完成了半浮区液桥振荡对流的微重力实验，对振荡对流的典型物理量诸如内部温度、流场、自由面边缘变化及表面波进行了综合测量。实验结果给出了振荡对流由地球重力环境向微重力环境的过渡，以及不同几何参数半浮区液桥的振荡特征，并首次获得了微重力环境下热毛细对流的表面波位形及边缘振荡特征．     

微重力燃烧研究进展

认识燃烧过程是安全、高效、洁净地利用能源的基础. 但是, 常重力条件下的浮力对流和重力沉降使得燃烧现象变得复杂. 而微重力条件下这些影响几乎消失, 这简化了对燃烧的研究. 在加深对地面燃烧过程和载人航天器火灾安全问题的认识的推动下, 经过近半个世纪特别是最近10多年的发展, 微重力燃烧研究已经涵盖了预混气体、气体扩散、液滴、颗粒和粉尘燃烧、燃料表面的火焰传播等燃烧学科的各个领域. 研究中实现了球对称液滴燃烧、不受沉降影响的粉尘燃烧、静止或低速对流环境中的燃烧, 观察到了火球、自熄灭火焰等现象,阐明了碳黑形成中的热泳力效应、可燃极限与火焰稳定性等机理. 加深了对燃烧现象,特别是对辐射效应的理解: 在预混气体、气体扩散、液滴等多种火焰中, 除了停留时间过短引起的吹熄极限外, 还存在辐射热损失过大引起的冷熄极限, 后者只能在微重力条件下观测到. 部分研究成果已经进入教材. 而火焰在微重力下不同于常重力下的现象, 对载人航天器火灾安全具有重要意义. 考虑到我国的现实情况和国内外的研究现状, 建议将煤炭颗粒和粉尘的燃烧、与碳黑相关的机理、辐射效应、化学动力学等作为我国微重力燃烧的主要研究方向.      

利用微重力条件研究分散体系

讨论了重力对分散体系特性的可能影响以及如何利用微重力条件开展在重力环境中难以深入研究的问题,并探讨了对理论研究和实际应用有价值的可能课题．      

微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究

正空间环境下哺乳动物与人类能否繁衍后代?空间微重力环境是否影响胚胎的正常生长和发育?一直是待解之谜。迄今为止,国内外尚未见到在空间微重力实验条件下进行哺乳动物早期胚胎体外发育研究的成功报道。本项目拟利用实践十号空间微重力与生命科学实验卫星在太空进行哺乳动     

微重力气液两相流动与池沸腾传热

综述了近年来中国科学院微重力重点实验室(国家微重力实验室)完成的一系列微重力气液两相流动与池沸腾传热方面的地基实验、飞行实验和理论研究等方面获得的主要成果.在微重力气液两相流动方面,提出了半理论Weber数模型用于预测微重力条件下气液两相弹-环状流转换,并采用Monte Carlo方法,针对气泡初始尺寸对泡-弹状流转换的影响进行数值研究.通过俄罗斯"和平号"空间站与IL-76失重飞机实验,获得了微重力下的气液两相流型图,与此同时在地面利用小尺度毛细管模型模拟了微重力气液两相流动特征.实验测量了微重力气液两相流压降,并基于微重力流动特性建立了一个泡状流压降关联模型.在微重力池沸腾传热方面,利用我国返回式卫星完成了两次空间实验,其中,第22颗返回式卫星搭载铂丝表面R113池沸腾实验采用控制温度的稳态加热方式,而实践8号育种卫星搭载平面FC-72池沸腾实验则采用控制加热电压的准稳态加热方式.同时,还进行了地面常重力和落塔短时微重力条件下的对比实验研究.观察到丝状加热表面微重力时轻微的传热强化现象,而平板加热表面微重力核态池沸腾低热流时传热强化、高热流时传热恶化.微重力实验中观察到气泡脱落前存在横向运动现象,据此分析了气泡行为与传热之间关系,并提出了一个预测丝状加热表面气泡脱落直径的半理论模型.旨在对相关领域的进一步发展和空间两相流系统的应用提供数据及理论支持.     

微重力植物生物学效应及其微重力信号转导研究/空间植物信号转导实验装置

正微重力条件下生长的植物,其细胞壁代谢会发生变化。如木质素等和次生壁相关的代谢下降。这些可能和微重力条件下,植物需要的支撑能力减少,出现了适应性的次生壁减弱现象。细胞壁的松弛,可能就是一种用进废退现象。因此,我们在这项空间科学项目中要研究的也是植物适应性机制     

基于石英挠性加速度计的微重力测量系统设计

在空间科学探测中,通常采用静电悬浮加速度计测量低频准稳态微重力信号,但其体积较大、成本较高。高精度石英挠性加速度计体积小,技术成熟,但用于微重力信号测量时,高频噪声抑制不充分将导致频谱混叠、微重力低频测量精度降低。提出了一种将石英挠性加速度计改造为小量程、高精度的微重力加速度测量系统方案,其核心指标是噪声抑制和抗混叠性能。通过电路建模、仿真,验证了频谱混叠对低频微重力测量的影响以及抗混叠滤波器和过采样技术的有效性。测试实验结果表明,该加速度测量系统的低频噪声水平可以达到10■-7,分辨率0.12μg,低频至0.001 Hz,显示出了石英挠性加速度计用于微重力测量的精度潜力。     

微重力下的细胞生长与物质输运

空间微重力条件可引起显著的人体生理变化,细胞水平的研究是认识其机制的重要环节.微重力对生命活动的影响主要是由于重力变化后生物体内外的力学环境变化引起的,失重本身可能引起细胞组织结构的应力状态变化,失重后流体行为的改变也可能造成物质交换条件的变化进而影响生物体的新陈代谢和生长.从微重力下细胞生长与物质输运条件依赖性的规律出发,以生物力学的视角探索上述问题,有助于理解重力对于生命活动的意义.     

非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究

微重力条件下固体材料的着火和火焰传播特性研究对于发展燃烧理论、保障航天器防火安全具有重要意义.由于地面设施微重力时间长度的限制,已有对微重力下材料燃烧过程的实验研究主要集中在热薄材料,而关于热厚材料的实验结果十分有限.作为实践十号(SJ-10)卫星科学实验项目之一,非金属材料燃烧实验将利用长时间微重力条件开展低速流动中典型热厚材料着火和火焰传播过程研究.简要介绍非金属材料燃烧项目的研究目标、空间实验内容、有效载荷技术特点和地面实验验证情况.     

机器人卫星自主控制系统地面微重力实验平台

机器人卫星自主控制系统地面微重力实验平台１）刘宏洪炳熔彭成宝蔡鹤皋（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００１）本文介绍了我国自行研制的第一个机器人卫星自主控制系统地面微重力实验平台的关键技术及“九五”期间将开发的新一代机器人卫星自主控制系统地面微重力实验平...     

关于微重力电流体力学

以空间生物制品后处理技术为背景,阐明了微重力电流体力学的一些基本问题,并讨论了研究这些问题的可能的技术路线。     

关于微重力电流体力学

以空间生物制品后处理技术为背景,阐明了微重力电流体力学的一些基本问题,并讨论了研究这些问题的可能的技术路线。