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空间站舱内流动和传热的地面模拟及数值分析

作　者: 刘云龙
导　师: 过增元；梁新刚
学　校: 清华大学
专　业: 工程热物理
关键词: 微重力相似模拟舒适性混合对流换热辐射
分类号: V416
类　型: 博士论文
年　份: 1997年
下　载: 305次
引　用: 2次
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内容摘要

本文目的是研究空间站舱内传热地面模拟技术的理论并提出可供选用的空间站载人舱的通风方案。通过理论分析,把相似理论成功地应用于空间站载人舱内传热的地面模拟技术中,提出了消除重力影响的自然对流抑制技术。通过一系列的数值研究,得到了舱内混合对流可忽略自然对流影响的临界参数Gr/Re~n(n=1.6～2.0)。以往的研究认为,在给定热流的条件下,当热缩比不等于1时,不能实现温度、材料的同时保持。而本文在理论分析与数值研究的基础上,根据辐射热流密度在模型舱中不随比例变化的特性,提出了修改热流的温度-湿度-材料综合保持技术,并用数值方法得到了模型壁面的热流分布。为了验证理论分析的可靠性,分别按导热-对流-辐射、导热-对流-辐射-传质模型,用数值方法证实了上述分析的正确性。在设计风量下,均匀通风时可以采用不改变压力的1∶5的模型比例来实现地面模拟。并用模型实验验证了缩比模型进行地面模拟的可行性。采用三维对流-辐射-传质耦合的数学模型,模拟了无重力时不同通风方式时舱内的传热和传质,并以流场内的温度均匀性、湿度均匀性、速度均匀性、舒适性指标及换热强度为参考指标,考察了不同通风方案时的舒适性,得到了可供选用的空间站载人舱的通风方案。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
主要符号表  7-8
第一章引言及国内外研究现状  8-17
  1.1 引言  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-15
  1.3 论文研究内容  15-16
  1.4 小结  16-17
第二章空间站舱内流动和传热的数学模型  17-27
  2.1 引言  17
  2.2 空间站舱内流动和传热的数学模型  17-21
  2.3 空间站舱内流动和传热数学模型的标准算例验证  21-23
  2.4 空间站舱内流动和传热数值模拟结果与实验结果比较  23-26
  2.5 小结  26-27
第三章空间站舱内流动和传热地面实验模拟技术的理论研究-Ⅰ给定壁温条件下自然对流的抑制技术  27-38
  3.1 引言  27
  3.2 混合对流中自然对流的抑制技术  27-32
  3.3 给定壁温时地面模拟的相似性研究  32-35
  3.4 消除自然对流影响技术的实验验证  35-36
  3.5 小结  36-38
第四章空间站舱内流动和传热地面实验模拟技术的理论研究-Ⅱ给定热流条件下修改壁面热流的温度-湿度-材料保持技术  38-54
  4.1 引言  38
  4.2 给定热流条件下的保持技术  38-44
  4.3 导热、对流、辐射耦合时的地面模拟技术研究  44-48
  4.4 导热、对流、辐射、传质耦合时的地面模拟技术研究  48-53
  4.5 小结  53-54
第五章空间站舱内三维传热传质的数值研究  54-71
  5.1 引言  54
  5.2 空间站舱内三维传热传质数值模拟的数学模型  54-56
  5.3 空间站舱内三维传热传质的数值模拟结果  56-70
  5.4 小结  70-71
第六章结论  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读博士期间发表的学术论文  76

空间站舱内流动和传热的地面模拟及数值分析

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