本文關(guān)鍵詞：在軌變工況環(huán)境下衛(wèi)星熱分析及單機(jī)熱控優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著空間科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,人類對(duì)太空進(jìn)行了越來(lái)越多的探索。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),世界各國(guó)爭(zhēng)先恐后發(fā)展航天事業(yè),我國(guó)也取得了許多突破性的進(jìn)展。航天技術(shù)不僅體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的科技水平,而且還給我們的日常生活的各個(gè)方面帶來(lái)了很多便利。因此發(fā)展航天事業(yè)至關(guān)重要,其中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是做好衛(wèi)星的熱分析。針對(duì)傳統(tǒng)熱控系統(tǒng)的不足之處,許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究,并提出了優(yōu)化方案,但仍然不能完全滿足衛(wèi)星發(fā)展的需要。因此,本文對(duì)在軌變工況下的衛(wèi)星熱分析以及單機(jī)溫度優(yōu)化方案進(jìn)行了研究。通過(guò)分別采用蒙特卡洛法和有限元法計(jì)算衛(wèi)星的外部熱流和整星的溫度分布,本文對(duì)假想的衛(wèi)星模型進(jìn)行了熱分析。針對(duì)整星溫度分布上存在的問(wèn)題,本文提出了液態(tài)金屬微通道熱控優(yōu)化方案并對(duì)其進(jìn)行了相似分析和量綱分析。然后,本文從電磁泵的性能和微通道的形狀兩方面入手,對(duì)液態(tài)金屬微通道熱控系統(tǒng)的工作性能進(jìn)行了探討,并且將優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用到不同姿態(tài)下的衛(wèi)星中,分別對(duì)局部單機(jī)和大范圍多單機(jī)溫度梯度過(guò)大的問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。最后,本文分析了影響單機(jī)溫度的各種因素,并且對(duì)其進(jìn)行了敏感性分析。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明:衛(wèi)星表面的外熱流受姿態(tài)的影響較大,有明顯的周期性;當(dāng)某表面分別處于向日側(cè)和背日側(cè)時(shí),外熱流差異很大;星內(nèi)單機(jī)的溫度受自身功率、相鄰單機(jī)溫度、臨近結(jié)構(gòu)溫度和外熱流的影響;電磁泵的功率增大會(huì)強(qiáng)化液態(tài)金屬微通道換熱器的換熱效果;在流量相等的條件下,矩形微通道換熱器在各種形狀中換熱效果最好;液態(tài)金屬微通道換熱系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星單機(jī)及局域溫度梯度的調(diào)控;單機(jī)表面涂層發(fā)射率對(duì)單機(jī)溫度影響最大。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星熱分析 熱控優(yōu)化方案 微通道換熱器 敏感性分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V474
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 衛(wèi)星熱控制技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 熱控制優(yōu)化方案研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 液態(tài)金屬熱控制研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 典型衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的熱分析16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 典型衛(wèi)星模型16-22
• 2.2.1 幾何模型17-18
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分18-20
• 2.2.3 各向異性材料20-22
• 2.3 外部輻射熱流22-26
• 2.3.1 輻射換熱模型22-24
• 2.3.2 外部輻射熱流的計(jì)算24-26
• 2.4 整星溫度場(chǎng)分析26-30
• 2.4.1 傳熱模型26-27
• 2.4.2 溫度計(jì)算27-29
• 2.4.3 推進(jìn)管路溫度計(jì)算29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第3章 單機(jī)熱控優(yōu)化方案32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 液態(tài)金屬微通道方案32-35
• 3.2.1 方案設(shè)計(jì)32-34
• 3.2.2 基本原理34-35
• 3.3 液態(tài)金屬微通道換熱性能分析35-39
• 3.3.1 相似分析35-37
• 3.3.2 量綱分析37-38
• 3.3.3 主要影響因素38-39
• 3.4 液態(tài)金屬微通道的數(shù)值計(jì)算39-47
• 3.4.1 微通道的截面形狀和排布39-42
• 3.4.2 矩形微通道的高寬比42-44
• 3.4.3 矩形微通道的條數(shù)44-45
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 微通道散熱在單機(jī)熱控優(yōu)化中的應(yīng)用48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 微通道的局部熱控應(yīng)用48-51
• 4.2.1 模型設(shè)計(jì)48-50
• 4.2.2 優(yōu)化方案的效果計(jì)算50-51
• 4.3 微通道的多單機(jī)熱控應(yīng)用51-54
• 4.3.1 模型設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.2 優(yōu)化方案的效果計(jì)算52-54
• 4.4 主動(dòng)加熱優(yōu)化方案54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第5章 單機(jī)溫度的敏感性分析57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 敏感性分析原理57-58
• 5.3 典型物性敏感性計(jì)算58-65
• 5.3.1 單機(jī)接觸熱阻58-60
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)板的導(dǎo)熱系數(shù)60-62
• 5.3.3 單機(jī)表面涂層的發(fā)射率62-63
• 5.3.4 散熱面發(fā)射率63-65
• 5.4 綜合比較分析65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

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2 王潔冰;許e，

本文編號(hào)：912123