有限元法在辐射制冷器热分析中的应用

辐射制冷器主要为红外探测器提供合适的低温工作条件,是星载红外遥感探测系统的重要组成部分。建立了W型辐射制冷器的有限元模型。利用AN SYS分析软件对辐射制冷器热变形进行了分析,提出了减小2个冷头相对位移的措施,为辐射制冷器的优化设计和红外相机的光学补偿提供了理论依据。     

多元红外三通道辐射制冷器研究

研制了一台用于冷却红外多光谱扫描仪中多元红外探测器列阵的星载辐射制冷器。空间红外遥感器需要制冷系统,而辐射制冷器非常适合空间遥感器的需求。简要介绍了它的研制情况,方案设计思路,辐射制冷器基本构成,理论计算方法,做过的模拟试验及其结果,并对在轨使用情况作了简介。     

抛物面G型辐射制冷器研究

空间红外遥感系统迫切需要大制冷量、低制冷工作温度的制冷系统.研制了一台抛物面G型辐射制冷器原理样机.简要介绍了方案及构成、热设计、性能试验及结果,提出了不足及改进方向.     

辐射制冷器用纤维支撑系统的工程化研究

以辐射制冷器级间纤维支撑系统为研究对象,介绍了一种新型支撑方式,进一步解决了纤维支撑系统的工程化应用。利用Ansys有限元软件对系统进行准静态结构强度分析,并获得纤维绳的预紧力。设计加工了一套试验件,经力学振动试验,验证了纤维支撑系统结构设计和分析方法是合理的。该系统的一阶固有频率达120 Hz以上,被吊装的二级组件约2 kg,为研制更大冷量的辐射制冷器奠定了技术基础,也为多元多组件红外探测器提供一个稳定的低温平台。     

水中板声辐射的声功率模态分析

由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态振型和辐射声功率等探讨了其特点。结果表明以激励力为变量、考虑了结构阻抗的水下声功率模态具有各阶模态声辐射独立、低频时前几阶模态(特别是第1阶模态)的声辐射占主导地位、模态辐射效率峰值和模态振型物理意义清楚等特点,在水下结构振动声辐射的分析和控制方面有一定实用价值。     

基于SYSNOISE的建筑模板耦合振动及声辐射特性研究

基于有限元和边界元理论的结合，利用大型有限元分析软件ANSYS和声振分析软件SYSNOISE，建立了重流体介质与半封闭结构的耦合振动声辐射模态分析模型，并采用结构有限元和流体有限元相结合，以建筑圆柱钢模板的振动声辐射为例进行模态分析、振动响应以及声辐射特性分析，得到了在流体加载下模板的耦合模态振型、结构的节点位移、结构能量等等。还利用CAE软件结果的可移植性，考虑了半封闭加筋圆柱结构内外分布不同介质时，实现了双边耦合振动声辐射分析求解。这一求解方法的实现对今后该类振动声辐射分析提供了重要的参考。     

红外后光学和辐射制冷器分离方案的设计和分析

为实现高效的地面低温光学校正,设计了一套系统以实现红外后光学组件和辐射制冷器的分离.该系统包括低温真空腔体、冷箱内的多级结构、级间Kevlar纤维支撑和冷量传输部件.运用有限元软件分析了各级冷损,并对关键结构作了准静态分析和纤维支撑预紧力的估算.计算结果表明该设计方案具有良好的热学性能和力学结构强度.     

基于模态理论的有源声学结构控制机理研究

有源声学结构是近年来提出的一种控制结构低频声辐射的有效方案，它是智能结构在噪声控制领域的具体应用，其控制机理是一个亟待解决的关键问题，文中结合声辐射模态和结构振动模态理论对该问题进行了研究并作了定量解释。研究结果表明：有源控制的机理在于减小结构主导辐射模态的幅度（声功率），同时保证低阶非主导辐射模态的幅度不会有大的升高；在控制高阶辐射模态幅度的同时，低阶辐射模态幅度也被有效控制；四个次级板能够抵消各种类型的振动模态对应的主导辐射模态，从而有效控制结构所有振动模态的声辐射。     

星载辐射制冷器支撑带系统设计

星载辐射制冷器的级间支撑,即要隔热,又要求保持一定的刚度和强度,保证辐冷器结构的生。这两个方面是相互矛盾的,因此级间支撑系统设计对整个辐射制冷器研制至关重要本文主要对用于辐射制冷器高强度、低热导复合材料支撑的设计原则、结构类型和材料的选择进行比较和分析,在支撑带性能试验的基础上,对星载抛物面型辐射制冷器支撑带系统合理的结构取向进行了探索。     

简支矩形板在空气与水中声辐射特性比较

研究比较简支矩形板在空气中与水中声辐射特性参数,分别建立结构在空气中与水中结构振动方程,并利用Rayleigh积分公式,表示结构表面声压,获得结构表面振速的求解方程。进一步由振动模态正交性和坐标变换,将声辐射阻抗化为二重积分形式,从而确定结构振动模态系数,获得结构声辐射特性参数。求取简支矩形薄板在空气中和水中辐射声功率、均方振速和声辐射效率,并对其进行对比。研究结果可为各类板结构振动与噪声控制提供理论参考。     

静止卫星辐射致冷器温度测量和控制

对静止轨道上辐射致冷器第二级温度测量和控制,从系统设计及应用结果,分别做了介绍,着重对温度测量,两点温控和致冷量做了探讨,对于保证航天遥感仪器上红外传感器低温稳定工作有重要意义。     

空间机械制冷机与红外探测器的耦合技术

在空间红外遥感中，红外探测器是通过与制冷机的耦合获取冷量的。着重讨论为满足红外探测的需要，如何最大限度地消除空间的振动、电磁干扰等不利因素的影响。同时介绍降低漏热，提高冷量传输效率，从而保证制冷机与红外探测器良好耦合的技术。     

辐冷器在复合制冷系统的优化设计

针对某一选定的复合制冷系统辐冷器结构方案,通过对辐冷器制冷降温机理的进一步深入分析,采用非比例热原理和数值计算相结合的方法对其结构尺寸进行优化设计.通过优化,该辐冷器在满足复合制冷系统制冷要求的前提下,外形结构尺寸大幅度减小,实现了优化设计的目的.     

W型辐射制冷器试验及其应用

简要介绍了W型辐冷器及组成,对辐冷器与红外相机的耦合关系进行了较详细地描述.重点介绍了W型辐冷器完成的各种例行试验及其获得的试验数据和结果,最后对遥测到的飞行数据进行了初步分析,证明了飞行数据与模拟试验数据是基本吻合的.     

轮胎振动特性实验研究

利用振动实验模态分析的方法,建立了自由悬置状态下轮胎的振动特性模态测试与分析系统,通过轮胎径向激振测试信号的数据处理与分析,提取了各阶的频率及其径向模态振型,分析了轮胎的模态参数随充气压力变化的规律,为实验方法的研究和轮胎结构设计及车辆的动力性能分析提供指导。     

Quantitative analysis of the projectile impact on rock using infrared thermography

The transient process of rock, normally impacted by a gas gun, was monitored with a thermal infrared (TIR) imager. The geometric features and the radiant characteristics of the infrared thermography in target region were extracted and regressively analyzed. Both the projectile's impacting velocity and kinetic energy were back analyzed based on the extracted geometric features and the radiant characteristic parameters of target thermography. It was revealed that: (1) there is a critical velocity at which target thermography is regular and centrally symmetrical; (2) within the critical velocity, the impacting velocity is linearly correlated to the perimeter of target thermography and is quadratically correlated to the TIR temperature increment, while the projectile kinetic energy is linearly correlated to both the area and the increment of the TIR radiant flux of the target thermography; (3) for a quantitative back analysis of the impact-related parameters, both geometric features and radiant characteristics can be applied. It was suggested that the perimeter and the TIR radiant flux increment of the target thermography can applied as the principal indices (with an error of less than 5%), while the area and the TIR temperature increment of target thermography can act as other auxiliary indices (with an error of less than 15%). The possible mechanisms of variations in IR radiation for impact on rock are discussed. The results are of general significance for the impact on other types of rocks or solid materials, and might extend the application of infrared remote sensing from a static geosciences domain to a dynamic mechanical domain.     

阳光对辐射制冷器应用发展的影响

辐射制冷器由于它的综合优势而得到广泛应用。随着红外遥感技术的发展，一方面，辐射制冷器需要满足更低温度、更大制冷量的要求，另一方面，辐射制冷器也需要满足不同轨道、不同安装位置飞行仪器的使用要求。