發(fā)布時(shí)間：2017-12-21 03:16

  本文關(guān)鍵詞：月坑對(duì)單個(gè)和大量月塵顆粒的靜電浮揚(yáng)影響的數(shù)值計(jì)算分析　出處：《天津大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：上世紀(jì)中后葉，西方發(fā)達(dá)國家對(duì)月球環(huán)境進(jìn)行了一系列探索和研究，，并成功將月球探測(cè)器和人類第一次送到了月球，得到了月球環(huán)境研究的第一手資料。其中，令宇航員印象非常深刻的現(xiàn)象是月塵對(duì)月球探測(cè)器設(shè)備的強(qiáng)烈腐蝕作用以及月塵在空中的漂浮現(xiàn)象。引起月塵漂浮的因素是多方面的，如微重力、探測(cè)器的撞擊以及月球表面的靜電場(chǎng)環(huán)境等等。國內(nèi)外相關(guān)科學(xué)家已經(jīng)對(duì)月塵的靜電浮揚(yáng)現(xiàn)象展開了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算兩方面的研究，分析了太陽角等各種要素對(duì)于平坦環(huán)境中月塵漂浮現(xiàn)象的影響。但是，月球表面并不總是平坦的，存在大量的月坑。本論文針對(duì)月坑環(huán)境中的月塵發(fā)生靜電浮揚(yáng)現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，探究了月坑的存在對(duì)月塵靜電浮揚(yáng)的影響。研究過程分為兩步：首先根據(jù)電磁場(chǎng)理論，采用基于Matlab的二維PIC（質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法）模擬了月坑環(huán)境下月球表面的空間電場(chǎng)，得到了月球表面的電場(chǎng)和電勢(shì)在月坑周圍的空間分布；第二步，基于這一結(jié)果，引進(jìn)了試驗(yàn)粒子模擬月塵顆粒，并考慮了月塵和月球表面的內(nèi)摩擦力和黏附力，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和電磁場(chǎng)理論，計(jì)算了月坑對(duì)不同大小的月塵浮揚(yáng)軌跡的影響，得到了在月坑周圍不同位置處能夠發(fā)生浮揚(yáng)現(xiàn)象的月塵的最大顆粒半徑。另外，本文還研究了0.3m厚的大量月塵在該電磁場(chǎng)環(huán)境中的靜電浮揚(yáng)過程，并根據(jù)赫茲彈性接觸理論和電磁場(chǎng)理論，考慮了顆粒之間的相互碰撞以及帶電月塵與空間電場(chǎng)之間的相互影響，采用離散單元法對(duì)月坑環(huán)境下大量月塵的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，得到了月塵分布隨時(shí)間的變化情況，以及動(dòng)態(tài)平衡后月塵在月球表面的分布情況等等。 結(jié)果表明，月坑對(duì)遠(yuǎn)處的月塵沒有明顯的影響，但會(huì)影響月坑附近的帶電月塵，使它們向月坑內(nèi)發(fā)生遷移，并且?guī)щ娫聣m顆粒半徑越小受月坑作用越明顯；在月坑側(cè)壁能夠發(fā)生靜電浮揚(yáng)的月塵最大半徑最大，坑外相對(duì)較��；帶電月塵會(huì)使月球表面的電場(chǎng)趨于均勻；當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡后，分布在坑內(nèi)側(cè)壁的月塵數(shù)目最多，靠近月坑外圍的月表的月塵分布最少，月坑遠(yuǎn)處的月塵數(shù)目和沒有月坑時(shí)的分布保持一致。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是考慮了月坑環(huán)境，并模擬了大量的月塵，考慮了月塵和月球表面之間的黏附力和內(nèi)摩擦力以及月塵之間的相互碰撞過程。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P184.5

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳磊;李飛;任德鵬;蔡震波;;月面和近月空間環(huán)境及其影響[J];航天器工程;2010年05期

2 王利娟;;等離子體概念、分類及基本特性[J];宜賓學(xué)院學(xué)報(bào);2009年06期

3 李曙光,高華娜;光強(qiáng)度對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的影響[J];忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào);2002年05期

本文編號(hào)：1314471