大型航天器热管理系统分析技术研究

大型航天器热管理的一个重要内容就是从总体角度实现系统级的分析。本文以假想的空间实验室为例,数值模拟了该航天器热管理系统的温度分布。在此基础上,使用最速下降法,通过分析计算给出了冷凝干燥换热器温度控制在一定范围内,热管理系统的内外回路最小流量要求及低温内回路三个支路流量分配。后者寻找设计参数的分析过程和分析方法同样可以应用于敏感性分析、优化设计、实验参数修正等系统分析。总之,本文初步实现了热管理系统分析。     

基于高精度解析解的航天器热设计方法

针对微小卫星热设计需求,基于球形双层集总参数模型,解析求解了双节点动态热平衡方程。提出使用多个类谐波近似处理周期性外热流边界的手段,消除外热流近似带来的计算误差。通过单次线性化处理,直接求解动态热平衡方程,得到高精度的动态温度解析解,使用四阶Runge-Kutta方法进行了数值验证。基于高精度解析解,设计了航天器导热–辐射双参数直接调控计算程序,对某小卫星模型进行热设计,对设计结果进行热仿真计算,验证了设计方案的可行性与准确性。     

分布式航天器真空热试验测控系统设计

针对航天器真空热试验对数据采集、温度控制及系统功能的要求,设计开发了一套基于LXI总线的分布式测控系统。针对目前控制系统对于温度控制系统大滞后、非线性的控制性能不佳的缺点,采用模糊自整定PID算法提升了当前控制系统的控制品质,实现了对航天器的外热流模拟与温度控制。实际运行结果表明,该系统具有可靠性高、扩展性强、控制精度高等优点,并且试验准备时间比原有系统减少一半以上,提高了试验人员的工作效率。     

航天器热试验电缆自动测试装置的设计与实现

为了解决航天器热试验测试电缆导通和绝缘测试人工工作量大、效率低的问题,设计并实现了基于继电器网络的自动化测试装置。系统以EB3680嵌入式工控机为主控制器,实现对测试电压产生和继电器开关的控制,通过对测试时序的控制优化,缩短了测试时间。进行了接口单元和继电器单元的模块化设计,提高了系统的适用性和可扩展性。基于VC 6.0平台完成了软件开发,能够完成人机交互,测试结果判读,数据处理、显示和存储。通过USB-UART实现了上位计算机和测试装置的数据传输。实际应用表明该装置工作稳定,自动化程度高,测试时间短,能够有效提升测试效率和可靠性。     

数据中心高架地板湍流模型系数修正与优化研究

随着5G时代的兴起，数据中心的热负荷上升。为提高数据中心温度分布预测精度，开发更加高效的数据中心热管理系统，本研究采用机器学习与全局寻优方法修正了Standard k-ε湍流模型的参数。通过模拟不同参数组合，构建数据集，使用神经网络进行训练的方法减小了近似物理模型(湍流模型)误差，提高了其精度。修正后的Standard k-ε湍流模型在机柜前后侧的平均均方根误差为0.946,与之前相比降低了29.47%,使得模型的准确性明显提高，为数据中心动态控制系统提供数据驱动，实现精确控制，提高节能率。     

几类新的可积非线性色散项方程及其孤立波解

在不同系统参数下,通过Painlevé分析, 获得了广义修正Dullin-Gottwald-Holm方程中几类新的可积模型. 利用自动Backlund变换,得到了这几类可积模型的孤立波解. 关键词： Painlevé分析 广义修正Dullin-Gottwald-Holm方程 可积模型     

霍尔推力器热模型研究

为了对霍尔推力器的热分析研究提供准确的能耗加载条件,开展了霍尔推力器稳态工况下的热模型研究。基于等离子体理论,分析放电室内各项能量损耗机理,并建立各能量损耗与推力器工作参数、性能参数和结构参数的相关函数,系统地得到了霍尔推力器的完整热模型。以LHT100推力器为研究对象,热模型计算结果显示：额定工况下束流能量损耗约889 W,壁面能量损耗约300 W,阳极能量损耗约44 W,电离能量损耗约43 W,辐射能量损耗约34 W等。以此能量损耗作为热边界条件进行有限元分析,并开展热平衡试验进行验证,计算结果与试验结果吻合较好,最大误差小于5%。     

热惯性对热弹性行为影响的渐近分析

当热作用时间或受热器件结构尺寸呈现微尺度特征时, 热流运动的惯性效应将对热量的传递过程产生显著地影响. 基于热质的概念, 依据牛顿力学原理引入用于描述热质运动的热波方程, 结合各向同性材料的本构关系, 构建了计及热流运动惯性效应的广义热弹性动力学模型. 利用超常传热的微尺度特征, 采用解析的方法对半无限大体外表面受热冲击作用的一维问题进行了渐近求解. 通过对热波、热弹性波的传播和各物理场分布的分析以及与已有广义热弹性理论预测结果的对比, 揭示了热流运动的惯性效应对热弹性行为的影响. 结果表明：热量的传递除了受到热流加速的时间惯性影响之外, 热流运动的空间惯性也对传热行为产生影响, 当计及空间惯性时, 热波、热弹性波的波速、波前位置, 各物理场的建立时间、阶跃峰值及阶跃间隔均受到不同程度的影响. 关键词： 热惯性 热质运动 广义热弹性动力学模型 渐近分析     

利用热纠缠态表象获得Caldeira-Leggett密度算符方程的积分形式解

开放量子系统,即系统-热库模型,可以用一个关于密度算符的主方程来描述,比如,用来描述固态物理中耗散现象的Caldeira.Leggett主方程.虽然已经有人为了求解此主方程的约化密度矩阵的精确表达式而做过一些努力,但迄今还未见有解答.本文使用了一种全新的方法来求解Caldeira-Leggett方程,用这个新方法可以得到积分形式的显式表达.该方法的要点在于利用有序算符内积分技术把关于密度算符的微分方程首先转化成关于密度态矢量的微分方程,再将密度态矢量投影到热纠缠态表象中,Caldeira-Leggett方程就转变成了关于波函数的微分方程,而波函数是函数.这样就可以使用数学中求解微分方程的方法来求解出波函数.再次利用有序算符内积分技术,再将波函数转化为态矢量和算符,就得到了Caldeira-Leggett方程的积分形势解.     

热声网络的辛对称特征

将辛数学引入热声系统网络模型的处理,通过对热声系统网络传输矩阵的分析,证明系统中等温流体管道内工质运动的传输矩阵为辛矩阵.存在温度梯度的热声回热器中气体工质微团的传输矩阵不是辛矩阵,但是可以通过变量代换将传输矩阵转换为辛矩阵,使整个热声系统网络传输都可用辛矩阵传输来表示.辛对称的形式有助于热声系统网络模型的分析与计算. 关键词： 辛 热声 网络模型 传输矩阵     

一种空间热控箱及其在运行轨道中的热分析

本文详细介绍了一种用于国际空间站的空间热控箱,在此空间热控箱内部采用主动式环路热管的工作原理,文章对热控箱进行了在运行轨道上冷、热两种极限工况以及当系统突然断电情况下的热分析。通过数值模拟的计算结果表明,由支架传入或散失的热量是不可以忽视的,因此为了保证系统正常运行,必须要采取必要的措施对整个系统进行热量补偿。     

宝石翡翠的合成、热行为和热稳定性的研究

 按硬玉分子组成配料，在1 350~1 550 ℃的高温下灼烧，然后淬火到室温得到具有硬玉组成的玻璃；在5.0 GPa，1 450 ℃下晶化，合成了宝石翡翠，其尺寸可达到Φ12 mm×6 mm，并通过差热分析及高压下的淬火分析研究了翡翠在常压下及高压下的熔点变化。利用淬火、退火及老化试验研究了人工翡翠宝石的稳定性。结果表明，人工翡翠宝石的热稳定性与天然翡翠相同。     

并联换热系统中冷媒分配的优化分析

为减小并联换热系统的质量,本文在一定的简化和假设之上,建立了其流动与传热的物理和数学模型;并以系统总换热面积最小为优化目标,通过对分配系数的变量转换,提出了一种可准确求解最佳分配系数的方法,并对计算结果进行了讨论,发现分配系数的结果与势容耗散最大基本一致.根据计算结果.本文给出了支路较少时分配系数与换热支路效能之间的近似关联式.     

热波成像技术及其在材料科学中的应用

本文简要介绍了热波成像检测技术的基本概念,热波成像的物理过程、特点,综述了热波成像技术的开发和在材料科学中的应用.     

变热导率的测量方法

1前言热导率是材料的重要热物理性质，因此，其测量就成为传热学的一个重要的研究方向，测量方法也在不断发展[1-4]。很多物质的热导率与温度有关。Ecker[5]分析了温度对物质热导率的影响，指出一些物质的热导率与温度呈线性关系，而另外一些物质则随温度的变化呈现复杂的关系。杨世铭[6]则以图的形式表示了类似的关系。使用稳态法测量物质的热导率时，得到的是在所测温度范围内的平均热导率[7]。对于热导率小的物质（如污垢层和保温材料），可能两侧的温差很大，因此，所得的热导率是在很大的温度范围的平均值。而平均热导率常常并不能满…     

热质的运动与传递-热波

根据爱因斯坦狭义相对论,热量具有其对应的相对论质量,并且引入了描述热质(热量)运动的连续方程、动量方程.本文根据热质(热量)运动控制方程组,导出了热质(热量)的波动方程,证明了热量具有波动的传递方式,当热质动能与热质的耗散在同一量级时,得到了有限的热波传播速度.分析了热波产生的物理机制.基于热质理论的热波模型与CV模型进行了比较,指出了CV模型在物理上的缺陷.最后对一维热波的传播过程进行了数值模拟,给出了超快速导热过程的物理图像.     

相移数字散斑干涉计量及其在热变形测量中的应用

本文首次将相移数字散斑干涉技术应用于热变形的测量中,采用数字图象处理技术,获得了高精度的相位图及位移图。分析了影响精度的因素,详细讨论了两种相位算法的优劣。     

非最小相位线性非高斯序列的替代数据检验

替代数据法作为检验时间序列非线性和混沌的统计方法获得了广泛应用.常用的替代数据法的零假设为“原序列来自(经过单调静态非线性变换的)平稳线性高斯随机过程”.拒绝此假设,并不能说明序列必然来自确定性的非线性动力系统,非最小相位的线性非高斯序列也会导致基于相位随机化的替代数据检验拒绝此假设 关键词： 替代数据 时间序列分析 非线性 非最小相位     

石英玻璃的电致二阶非线性极化及其热擦除性

本文报导了石英玻璃的电致二阶非线性极化及其热擦除性的实验研究结果。通过电致二次谐波测量发现:在一定的电场极化条件下,石英玻璃的电致二阶非线性极化强度随极化时间的延长而逐渐增强,并渐趋饱和;石英玻璃的电致二阶非线性极化可通过热处理而擦除,并随热擦除时间的延长呈动态衰减趋势。根据玻璃的电致二阶非线性极化的“偶极子取向”模型,对实验结果进行了讨论.