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内角钝度对微重力下液体推进剂毛细流动特性的影响
被引量：
2
1
作者
杨恩博
金宇鹏
+4 位作者
杨光
黄永华
王天祥
雷刚
吴静怡
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期739-746,共8页
表面张力驱动下的内角流动理论为空间液体管理装置的设计提供重要支撑,其动态流动过程中的液体流量、流速、液面位置等参数是决定液体管理性能的关键因素.在实际应用中,受到加工条件的限制或为了提高机械承载能力,内角尖端通常存在一定...
表面张力驱动下的内角流动理论为空间液体管理装置的设计提供重要支撑,其动态流动过程中的液体流量、流速、液面位置等参数是决定液体管理性能的关键因素.在实际应用中,受到加工条件的限制或为了提高机械承载能力,内角尖端通常存在一定的钝度.采用理论分析与实验验证相结合的方法,定量分析了钝度对内角流动特性的影响规律.结果表明,在钝度一定的条件下,液面运动距离与时间的1/2次方始终保持近似正比关系,且钝度越大毛细流动的速度越低.通过基于磁补偿原理的微重力模拟流动实验,初步验证理论模型的正确性.并将理论模型应用于以液氢和液氧为代表的低温推进剂的表面张力输运过程,发现不同条件下的流量变化规律,为低温推进剂表面张力式液体管理装置的设计提供重要基础数据.
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关键词
表面张力
内角
毛细驱动流
钝度
磁补偿
低温推进剂
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职称材料
微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究
被引量：
2
2
作者
陈上通
吴笛
+2 位作者
王佳
段俐
康琦
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期326-335,共10页
空间微重力环境中,由于重力基本消失,表面张力等次级力发挥主要作用,流体行为与地面迥异,因此有必要深入探究微重力环境中的流体行为规律和特征.板式贮箱利用板式组件在微重力环境中对流体进行管理,从而为推力器提供不夹气的推进剂,这...
空间微重力环境中,由于重力基本消失,表面张力等次级力发挥主要作用,流体行为与地面迥异,因此有必要深入探究微重力环境中的流体行为规律和特征.板式贮箱利用板式组件在微重力环境中对流体进行管理,从而为推力器提供不夹气的推进剂,这对航天器精确进行姿态控制、轨道调整具有重要意义.板式组件中常包含成一定夹角的平板结构,比如蓄液叶片之间.本文研究了微重力环境中成一定角度平板间的表面张力驱动流动问题,考虑了液体与壁面的动态接触角、对流引起的压力损失、黏滞阻力、液池内弯曲的液面等因素的影响,推导出了表面张力驱动流动中液体爬升高度的二阶微分方程.该方程可用四阶Runge-Kutta方法求解.通过同时考虑两个主导力,可将流动过程分为三个阶段,并得到了不同阶段内的爬升高度的近似方程.本研究建立了6个不同尺寸的计算模型、选用3种不同型号的硅油,利用有限体积法开展仿真工作,仿真结果与理论结果吻合良好,验证了理论解的正确性.本文的研究结果可为板式贮箱的研制和空间流体管理提供理论依据和数据支撑.
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关键词
微重力
表面张力驱动流
成一定夹角的平板
有限体积法
RUNGE-KUTTA法
下载PDF
职称材料
关于沿内角的自发毛细流动现象回顾
被引量：
1
3
作者
陈永康
《气体物理》
2017年第1期21-29,共9页
文章从静力和动力学的角度简要回顾了关于沿内角的自发毛细流动研究的最近进展.作为一个通用几何形状,内角在地面微观尺度下或处于失重状态的航天飞行器系统内大尺度下为液体提供有效的输运通道.当一定的几何条件得到满足并且当毛细力...
文章从静力和动力学的角度简要回顾了关于沿内角的自发毛细流动研究的最近进展.作为一个通用几何形状,内角在地面微观尺度下或处于失重状态的航天飞行器系统内大尺度下为液体提供有效的输运通道.当一定的几何条件得到满足并且当毛细力远远大于体力比如重力的时候,沿着内角会发生自发毛细力驱动流动现象.从静力学的角度来说,本文讨论的自发毛细驱动流动和当特定的边界条件发生突然变化,比如重力作用突然消失时带有内角的容器内部单值有限高度的平衡自由面的非存在性有关系.Concus-Finn方法可以用来确定这样的平衡自由面在一个横截面处处一致的柱形容器内的非存在性.用这个方法可以推导出在失重状态下一个内角为2α的通常柱形容器里,当接触角小于π/2-α时,平衡曲面不存在.通常来说,沿内角的自发毛细驱动流动属于层流.利用尺度分析和摄动法,成功分析了该流动的动力学特性,并且推导出对设计有用的封闭形式的解析解.一个典型的结果是在黏性流的范畴里毛细面端点的移动和t^(1/2)成正比.
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关键词
平衡毛细自由面
尺度分析
摄动法
毛细驱动流
内角
下载PDF
职称材料
题名
内角钝度对微重力下液体推进剂毛细流动特性的影响
被引量：
2
1
作者
杨恩博
金宇鹏
杨光
黄永华
王天祥
雷刚
吴静怡
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
航天低温推进剂技术国家重点实验室
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期739-746,共8页
基金
国家自然科学基金重点项目(51936006)
航天低温推进剂技术国家重点实验室开放课题资助项目(SKLTSCP202005)。
文摘
表面张力驱动下的内角流动理论为空间液体管理装置的设计提供重要支撑,其动态流动过程中的液体流量、流速、液面位置等参数是决定液体管理性能的关键因素.在实际应用中,受到加工条件的限制或为了提高机械承载能力,内角尖端通常存在一定的钝度.采用理论分析与实验验证相结合的方法,定量分析了钝度对内角流动特性的影响规律.结果表明,在钝度一定的条件下,液面运动距离与时间的1/2次方始终保持近似正比关系,且钝度越大毛细流动的速度越低.通过基于磁补偿原理的微重力模拟流动实验,初步验证理论模型的正确性.并将理论模型应用于以液氢和液氧为代表的低温推进剂的表面张力输运过程,发现不同条件下的流量变化规律,为低温推进剂表面张力式液体管理装置的设计提供重要基础数据.
关键词
表面张力
内角
毛细驱动流
钝度
磁补偿
低温推进剂
Keywords
surface
tension
interior
corners
capillary
driven
flow
roundedness
magnetic
compensation
cryogenic
propellant
分类号
V511.6 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究
被引量：
2
2
作者
陈上通
吴笛
王佳
段俐
康琦
机构
中国科学院力学研究所微重力实验室
中国科学院大学工程科学学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期326-335,共10页
基金
中国空间站首批空间科学实验项目
中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB23030300)
自然科学基金(12032020,12072354)资助。
文摘
空间微重力环境中,由于重力基本消失,表面张力等次级力发挥主要作用,流体行为与地面迥异,因此有必要深入探究微重力环境中的流体行为规律和特征.板式贮箱利用板式组件在微重力环境中对流体进行管理,从而为推力器提供不夹气的推进剂,这对航天器精确进行姿态控制、轨道调整具有重要意义.板式组件中常包含成一定夹角的平板结构,比如蓄液叶片之间.本文研究了微重力环境中成一定角度平板间的表面张力驱动流动问题,考虑了液体与壁面的动态接触角、对流引起的压力损失、黏滞阻力、液池内弯曲的液面等因素的影响,推导出了表面张力驱动流动中液体爬升高度的二阶微分方程.该方程可用四阶Runge-Kutta方法求解.通过同时考虑两个主导力,可将流动过程分为三个阶段,并得到了不同阶段内的爬升高度的近似方程.本研究建立了6个不同尺寸的计算模型、选用3种不同型号的硅油,利用有限体积法开展仿真工作,仿真结果与理论结果吻合良好,验证了理论解的正确性.本文的研究结果可为板式贮箱的研制和空间流体管理提供理论依据和数据支撑.
关键词
微重力
表面张力驱动流
成一定夹角的平板
有限体积法
RUNGE-KUTTA法
Keywords
microgravity
capillary
driven
flow
plates
with
a
certain
angle
VOF
Runge-Kutta
method
分类号
O35 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
关于沿内角的自发毛细流动现象回顾
被引量：
1
3
作者
陈永康
机构
波特兰州立大学机械与材料工程系
出处
《气体物理》
2017年第1期21-29,共9页
文摘
文章从静力和动力学的角度简要回顾了关于沿内角的自发毛细流动研究的最近进展.作为一个通用几何形状,内角在地面微观尺度下或处于失重状态的航天飞行器系统内大尺度下为液体提供有效的输运通道.当一定的几何条件得到满足并且当毛细力远远大于体力比如重力的时候,沿着内角会发生自发毛细力驱动流动现象.从静力学的角度来说,本文讨论的自发毛细驱动流动和当特定的边界条件发生突然变化,比如重力作用突然消失时带有内角的容器内部单值有限高度的平衡自由面的非存在性有关系.Concus-Finn方法可以用来确定这样的平衡自由面在一个横截面处处一致的柱形容器内的非存在性.用这个方法可以推导出在失重状态下一个内角为2α的通常柱形容器里,当接触角小于π/2-α时,平衡曲面不存在.通常来说,沿内角的自发毛细驱动流动属于层流.利用尺度分析和摄动法,成功分析了该流动的动力学特性,并且推导出对设计有用的封闭形式的解析解.一个典型的结果是在黏性流的范畴里毛细面端点的移动和t^(1/2)成正比.
关键词
平衡毛细自由面
尺度分析
摄动法
毛细驱动流
内角
Keywords
equilibrium
capillary
surface
scaling
analysis
perturbation
method
capillary
driven
flow
interior
comers
分类号
O368 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
内角钝度对微重力下液体推进剂毛细流动特性的影响
杨恩博
金宇鹏
杨光
黄永华
王天祥
雷刚
吴静怡
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
2
微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究
陈上通
吴笛
王佳
段俐
康琦
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
3
关于沿内角的自发毛细流动现象回顾
陈永康
《气体物理》
2017
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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