本文關(guān)鍵詞：航天高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)臺(tái)溫場(chǎng)和流場(chǎng)特性的模擬優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：空間高低溫環(huán)境的模擬試驗(yàn)是保證空間飛行安全性和可靠性的重要保障。要實(shí)現(xiàn)空間高低溫環(huán)境的地面模擬,對(duì)航天機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能檢測(cè)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,保證空間運(yùn)行能夠順利進(jìn)行,設(shè)計(jì)和研制能夠滿足特定環(huán)境模擬試驗(yàn)要求的高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)成為問(wèn)題的關(guān)鍵。本文根據(jù)航天試驗(yàn)的環(huán)境要求和任務(wù)需要,對(duì)高低溫模擬試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了理論計(jì)算、模擬分析和實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)系統(tǒng)的溫場(chǎng)環(huán)境及氣流組織等關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行研究和優(yōu)化,并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套穩(wěn)態(tài)高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)臺(tái),對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的溫場(chǎng)和流場(chǎng)的特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)分析研究,得到的主要結(jié)論為:試驗(yàn)空間內(nèi)的溫場(chǎng)和流場(chǎng)的均勻性和穩(wěn)定性的分析與優(yōu)化,主要是針對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)中的送風(fēng)孔板氣流組織進(jìn)行模擬分析與優(yōu)化,設(shè)計(jì)了非均勻布孔方式優(yōu)化方案,并優(yōu)化送風(fēng)風(fēng)量,使得氣流更為均勻地進(jìn)入環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部,較好的改進(jìn)試驗(yàn)空間內(nèi)的溫場(chǎng)均勻性和流場(chǎng)穩(wěn)定性。通過(guò)模擬分析知,優(yōu)化后的孔板氣流組織形式下,可以使進(jìn)入空間溫場(chǎng)內(nèi)的氣流速度小于1.3m/s,溫度均勻度達(dá)到較好的±1.5K,可以獲得均勻性和穩(wěn)定性較優(yōu)的溫場(chǎng)和流場(chǎng),優(yōu)化方案在-100℃~+135℃整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有普適性。通過(guò)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該氣流組織和送風(fēng)流量的優(yōu)化能很好的改善溫場(chǎng)和流場(chǎng)的均勻性與穩(wěn)定性,使得空間內(nèi)部的溫度梯度在不同溫度工況下都能保持±3K以內(nèi),最大壓力差保持在50Pa以下,減小空氣流動(dòng)對(duì)內(nèi)部被測(cè)件的影響,保證地面模擬過(guò)程的真實(shí)性和可靠性。實(shí)驗(yàn)研究表明,設(shè)計(jì)研制的環(huán)境模擬系統(tǒng)和經(jīng)過(guò)優(yōu)化的孔板氣流組織能夠完全滿足不同溫度試驗(yàn)工況下對(duì)溫度均勻性和流場(chǎng)穩(wěn)定性的要求,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,為后期的試驗(yàn)提供有利的保障。
【關(guān)鍵詞】：高低溫環(huán)境 溫場(chǎng)均勻性 流場(chǎng)穩(wěn)定性 氣流組織
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V416.8
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題的背景與意義12-14
• 1.2 高低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 氣流組織的模擬研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 氣流組織模擬仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 氣流組織形式的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.4.1 課題來(lái)源19
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 高低溫環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)箱介紹與分析21-32
• 2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介21-23
• 2.2 環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)箱23-30
• 2.2.1 高低溫固定套介紹23-25
• 2.2.2 柔性絕熱軟罩形狀設(shè)計(jì)分析25-27
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)箱負(fù)荷計(jì)算27-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第三章 高低溫環(huán)境溫場(chǎng)和流場(chǎng)模擬分析與優(yōu)化32-53
• 3.1 高低溫環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)箱模型建立32-37
• 3.1.1 物理模型建立32-33
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型建立33-35
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分及控制方程求解35-37
• 3.2 不同氣流組織的溫場(chǎng)和流場(chǎng)特性分析及優(yōu)化37-46
• 3.2.1 不同氣流組織的模擬優(yōu)化38-40
• 3.2.2 優(yōu)化氣流組織的模擬溫場(chǎng)和流場(chǎng)分析40-46
• 3.3 最優(yōu)氣流組織下送風(fēng)流量的確定及瞬態(tài)分析46-49
• 3.3.1 穩(wěn)態(tài)送風(fēng)流量的確定46-48
• 3.3.2 最優(yōu)氣流組織下的瞬態(tài)分析48-49
• 3.4 不同溫度下最優(yōu)氣流組織的溫場(chǎng)特性分析49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與研制53-62
• 4.1 試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介53-55
• 4.2 高低溫供給系統(tǒng)55-58
• 4.2.1 冷熱源與送排風(fēng)設(shè)備設(shè)計(jì)選型55-57
• 4.2.2 系統(tǒng)保溫57-58
• 4.3 傳感器布置和數(shù)據(jù)采集58-59
• 4.4 實(shí)驗(yàn)流程分析59-60
• 4.5 本章小節(jié)60-62
• 第五章 溫場(chǎng)和流場(chǎng)特性的實(shí)驗(yàn)研究與對(duì)比分析62-76
• 5.1 高溫實(shí)驗(yàn)工況下溫度和壓力特性分析與對(duì)比62-68
• 5.1.1 不同送風(fēng)流量下的溫場(chǎng)和流場(chǎng)均勻性分析與對(duì)比62-66
• 5.1.2 不同溫度下的均勻性分析與對(duì)比66-68
• 5.2 低溫工況下溫度均勻性和壓力穩(wěn)定性分析與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)68-71
• 5.2.1 溫度均勻性和壓力穩(wěn)定性分析68-70
• 5.2.2 低溫工況下實(shí)驗(yàn)改進(jìn)70-71
• 5.3 高低溫工況下實(shí)驗(yàn)箱性能的分析71-75
• 5.3.1 軟罩性能分析71-72
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)箱的冷熱負(fù)荷分析72-74
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)箱溫場(chǎng)分析74-75
• 5.4 本章小節(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-80
• 6.1 全文總結(jié)76-78
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)78
• 6.3 工作展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-88
• 攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果88

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