小天体的多种尺寸颗粒样品收集容器流域的数值模拟

采集小天体表面的样品并返回是当前小天体探测的核心目标之一，样品容器流域设计是氮气激励采样技术的关键.为了保证样品容器具备高效的收集性能，要求样品容器的流域设计能够对样品颗粒形成陷阱效应，并对样品颗粒进行有效的分级.旋风式样品收集容器方案利用旋风离心力和引导叶片的共同作用对样品颗粒进行收集和分级.为了验证这种方案在微重力环境下的性能和可行性，本文利用Fluent软件进行了流域的数值模拟.模拟结果表明:在确定容器的结构下，样品容器的最优氮气入口速度为0.6 m·s-1，容器在该速度下的样品收集效率达到99.7%.样品容器的流域具备很好的颗粒分级功能，对小于2mm的样品颗粒的捕获率超过了90%，其压力损失也在合理的范围之内.本文研究结果可为小天体采样任务提供借鉴.      

求解等温相变问题的解耦法

基于焓法模型导出了一种求解等温相变问题的简单计算模型.计算模型将温度场与液相分数场进行解耦,即可分别求解出相变控制体和非相变控制体的温度;以长方体容器为例,用计算模型进行计算并将计算结果与实验数据及焓法计算结果进行对比验证,结果吻合的很好;利用计算模型,对长方体容器和圆柱体容器内相变材料熔化时间进行数值计算比较.结果表明,在容器体积和特征尺寸相同的条件下,长方体容器内相变材料的熔化时间几乎只有圆柱体容器的一半.      

YZ—4系列低温液化气体输液管

前言 YZ—4系列低温液化气体输液管(以下简称输液管)为我单位研制的低温实验辅助设备之一。其中YZ—4—57,YZ—4—58为直型输液管,主要用于液氦从液化器直接输入实验容器或贮存容器中,输液管插入容器的口径为φ10㎜与液化器连接的口径为φ12㎜,输液管的长度为1050㎜。两种输液管之间的区别在于YZ—4—58内外管之间的连接使用了波纹     

空间低温溶液晶体生长的地基实验

首次使用疏水型聚四氟乙烯微孔滤膜,利用其透气不透水的特性,密封晶体生长容器,采用恒温蒸发法进行晶体生长.溶剂通过蒸发离开生长容器后,被生长容器外的吸附剂吸附,使得溶液维持一定过饱和度,以实现单晶的连续生长.在此基础上研制出一套空间低温溶液晶体生长地基模拟装置.利用此装置进行了一系列地基模拟实验,获得一批高质量α-LiIO₃单晶,证实了该生长装置的溶剂蒸发量和容器密封性能够满足空间低温溶液晶体生长需要,为未来空间低温溶液晶体生长实验奠定了基础.      

低温密封式三相点容器系列通过部级鉴定

航天部第一计量测试研究所研制了一套低温密封式三相点容器.其中包括平衡氢、氖、氩复合式三相点容器。经多次复现,其精度均优于0.5mK.其中平衡氢、氖、氩三相点容器与意大利 IMGC 相应的三相点容器作了比对,相差分别小于0.5、0.7、0.1mK.该容器于1988年6月15日在北京通过了部级鉴定.鉴定会肯定了该项成果,并认为达到了国际先进水平。氮、氪三相点系在我国首次复现,复合式三相点容器系在国内首次研制成功.     

填充泡沫镍对固液相变过程的影响

为了改善固液相变蓄能装置的空穴分布及传热性能,在理论研究基础上设计制造了填充泡沫镍的固液相变蓄热容器,与未填充泡沫镍的蓄热容器一同进行了相变蓄热实验,利用铂电阻(Pt100)和数据采集模块(ADAM-4000)测得了各蓄热容器的温度变化数据,实验后对各容器进行了CT(Computed Tomography)扫描,得到了容器内部的空穴分布图像.通过对比研究两种容器的温度变化和空穴分布,证明了填充泡沫镍能够有效改善固液相变过程中的空穴分布和传热性能,研究结论对于固液相变蓄热技术的应用具有一定指导意义.     

空间技术中几种可计算的一维流动问题

本文以大容积容器放气问题为背景,提出计算容器内气体压力变化和排气干扰力的工程近似计算方法,介绍放气管路系统的质量流量系数地面模拟试验和量测结果,并将提出的工程近似方法推广应用于空间技术领域中几种常见的一维气体流动问题。     

真空容器设计

介绍了特大型真空容器的结构形式、活动大门设计，并对容器设计中的一些重要问题的工程处理、大开孔补强、容器稳定性有限元计算过程和结果作了分析说明。通过试验使用证明，设计对一些关键问题的处理是正确的。     

微重力条件下热管吸热器瞬态热分析

基于微重力条件下的导热控制微分方程,采用焓法对热管吸热器相变材料容器进行了二维数值建模与仿真,在同时考虑空穴和相变的情况下,对微重力条件下蓄热单元相变传热进行了模拟计算,分析了空穴率对蓄热容器内部的温度场和热性能的影响,并将计算结果同美国航空航天局（NASA）方案热管吸热器蓄热单元相变传热计算结果进行了比较,验证了文中微重力条件下计算模型的合理性与准确性。研究结果表明：空穴影响着蓄热单元相变的进程,空穴的存在增加了容器内部的温度梯度,使得容器的蓄热能力降低;由于热管径向温差较小,热管壁温在相变材料熔点附近变化较小,从而在一定程度上能缓解热斑和热松脱现象。     

基于SEDA架构的网格服务容器设计与实现

网格服务容器是服务网格中的基础模块,负责屏蔽资源的异构性并和网格服务的运行提供支持.大多数网格服务容器均采用基于线程的并发机制来处理用户请求,在性能和可伸缩性上都存在局限.采用分级事件驱动架构SEDA(Staged Event Driven Architecture),通过划分阶段Stage的方式解除耦合,在阶段之间采用事件进行异步消息通信,结合非阻塞的I/O机制设计实现了一个事件驱动的网格服务容器,并从吞吐量、平均响应时间等方面和基于线程的服务容器进行了比较.结果表明事件驱动架构的确能在性能和可伸缩性方面带来效益,异步通信方式有效的减少了系统中的同步阻塞,带来更好的并发性.      

不必挪动热沉清洗热真空容器

据ＮＳＩ技术服务公司ＷｉｌｌｉａｍＲ．Ｂｏｎｄ报导，１９９１年２月５日美国哥达德航天飞行中心的直径３ｍ、长４．５ｍ的热真空容器在运转过程中发生了一起重大事故。８台罗茨泵中１台罗茨泵的输入轴由于扭转和弯曲合成应力作用下造成疲劳断裂，引起了大量扩散泵油返流到容器中。虽然容器中热沉未遭损坏和泄漏，但是，容器壁全被油污染了，这是真空系统所不允许的，也是真空系统运转中经常发生和遇到的事故。如何处置这类事故呢？有以下两种基本的方法。１）将热沉从容器中拆卸出来，进行全面的清洗，这是常采用的方法，但有困难。２）…     

日本制造大型真空容器

日立制造所从宇宙开发事业团获得一项110亿日元合同,将在筑波空间中心建造一个大型真空容器。连同真空模拟容器需要的各种装置在内,诸如,声响试验与振动设备,以及太阳灯等,开发事业团将投资160亿日元。这座大型真空容器直径是14米,高16米,装有太阳模拟器。备有扩散泵和液氮,可获得10~(-7)真空度。立起来需用16小时。一天操作费共预计500～600万日元。     

空间模拟技术发展概况

美国通过许多中、小型热真空容器的设计、制造和运转，积累了有关的技术和经验，将此运用到大型容器（４．５米以上）的设计上，于１９６２年建成了第一台大型热真空容器。实践告知，气体负荷并不像预计的那么大；最初要以２０５℃温度烘烤容器，后来发现不必花很多时间去烘烤，也能达到所需的真空度；单靠低温泵无法获得高真空。３０多年来，随着空间事业的发展和科学技术的进步，为了满足各种不同航天器的不同模拟环境条件的需求，有以下几个方面的变化。１．设备运转过程中用扩散泵抽气时发现有大量的油蒸汽返流到试验容器内和试件上，不…     

利用空间系绳的降轨与再入

空间系绳可以将回收容器(试样)带出空间站(实验室),进入地球再入轨道。两段指数型的伸展程序和尽可能大的伸展速率对长度之比,能够激发空间系绳产生较大量值的负平面内摆角速度。该角速度可以缩减用于回收容器再入的空间系绳长度或改进再入特性。     

大型真空容器有压复压系统

对于一些特殊用途的设施,如用于训练航天员的地面模拟舱,对复压过程有严格要求.为了分析某些对复压速率有要求的设施的复压过程,设计了有压复压系统;建立了大型真空容器有压复压系统的分段集中参数模型和传热模型,并且对这些模型进行了仿真分析.仿真表明:有压复压可获得比大气复压大得多的复压速率;传热会降低复压速率;分段集中参数长管道模型能提高仿真精度,同时不会过大增加计算量.对某体积为200m3的容器复压试验表明,考虑容器换热的仿真计算与实际调试情况误差在5%左右,表明了理论分析计算的正确性.      

正压漏孔校准装置定容室容积测量方法研究

提出了一种正压漏可孔校准装置的定容室容积测量方法,通过在定容室上外接一个容器,并在其内部放置一个体积可以精确计量的金属棒,利用两次膨胀,计算出定容室的容积。该方法的优点是,不需要测量外接容器的容积,也不需要对压力测量值进行绝对校准,测量不确定度小,尤其适合小容积的精确测量。采用这种方法对一台恒压式正压漏孔校准装置的定容室容积进行了测量,分析了测量不确定度,实验结果表明,定容室的容积为9.85 mL,标准不确定度为0.81%,满足了装置的测量要求。     

太空解剖实验

美国航天飞机“哥伦比亚”号上的宇航员，最近进行了有史以来最复杂的动物解剖实验。　他们把老鼠放置在密封容器内，容器上配备有可供活动的手套，让宇航员伸手进去工作。每只老鼠都用带子固定位置，以免它们在容器内漂浮。负责这项解剖工作的宇航员是威廉士和毕其，他们首先把容器注满了麻醉气体，然后把怀孕老鼠的头切割下来，取出脑袋，把神经组织保存好。这项实验是用来研究动物的神经细胞在无重力形态下的变化，及太空旅行对动物神经系统的影响。　“哥伦比亚”号在这次的旅程中，共携带了 170只老鼠 (其中有 18只已经怀孕 )、 4条蟾…     

高速撞击充气压力容器前壁损伤数值模拟

针对空间碎片超高速撞击充气压力容器前壁损伤问题,应用非线性动力学分析软件AUTODYN采用拉格朗日方法对球形弹丸撞击球形压力容器前壁穿孔进行了数值模拟研究。在建模过程中通过对容器壁内侧施加压力边界条件来模拟由于内充气体的作用在容器壁内产生的应力场,并通过与试验结果的比较验证了数值模拟方法的有效性。在此基础上针对容器的内充气体压力、球形弹丸直径及撞击速度对充气压力容器前壁穿孔的影响进行了研究。结果表明:在一定的气体压力下,气体压力对压力容器前壁穿孔直径与穿孔形态的影响可以忽略不计;而撞击速度及弹丸直径对穿孔直径及穿孔形态有着较大的影响,当撞击速度大于3km/s时,撞击穿孔边缘开始有裂纹产生,并且穿孔直径与裂纹直径随着弹丸直径及撞击速度的增加而增大。利用压力容器前壁穿孔的数值模拟结果进行计算可以得出当容器受到撞击速度大于3km/s的弹丸撞击后比撞击速度不大于3km/s时更易发生破坏。     

1979年美国地面模拟试验设备进展

我们正在跨入八十年代,而大部分模拟试验器还是六十年代初期的。即使在那个时候,许多模拟试验容器也是采用五十年代的技术和设备。所以从一般意义上来说,我们使用的是过时的模拟试验设备。当然,以后对许多设备也进行了改造,采用了具有现代水平的新技术。但是很多大型的热真空试验容器是按照原始设想来配备的,也就     

低合金超高强度钢高压容器的研究

研究了诸如化学成分、热处理条件和焊接因素对压力容器脆性破坏的影响。以断裂力学为工具对容器进行了断裂控制分析,大量试验证实,按我们所提供的技术规范制造的压力容器,工作是安全的,性能是可靠的。