高超声速稀薄流球面气动热工程计算公式的建立

为了建立球面高超声速稀薄流气动热的工程算法,采用直接模拟蒙特卡罗法(DSMC)进行多种工况下的计算,对3种计算驻点气动热的工程算法进行考察,选取具有较高精度的实验数据相关法公式作为驻点热流计算依据,得到球面关于驻点的归一化热流值,分析来流及几何参数变化对归一化热流分布的影响,最后得到球面热流的工程计算公式.该公式克服了桥函数法在球面后半部分计算结果严重偏离DSMC方法预测结果的问题,具有较高的精度.     

低温气液两相流中Taylor气泡的合并

在自建的低温气液两相流实验平台的基础上,通过高速相机获得16 mm内径管路中30o~90o倾角下Taylor气泡之间的合并过程. 结果表明,已有的常温气液两相流中Taylor气泡的合并公式普遍高估了跟随气泡和领先气泡的速度比,与实验结果的最大误差为14.6%,对低温气液两相流不再适用. 新建的Taylor气泡合并过程速度拟合公式可将最大误差减小至4.7%. 此外,气泡间最小稳定距离在60o倾角附近最小,此时气泡间合并趋势最弱.     

空间热离子核电源在轨防冻加热策略研究

宇宙空间复杂热环境给空间热离子反应堆正常启动带来巨大挑战，液态金属工质的冷冻将严重影响堆芯的正常启动，而复杂的解冻装置又缺乏足够的可靠性。本文针对空间热离子核电源系统，采用空间热离子核电源系统分析程序TASTIN建立系统模型，添加了地球红外热流模型、地球反照热流模型及遮热罩热平衡计算模型，模拟分析了含/不含遮热罩下空间热离子核电源采用主动加热方式的防冻策略。结果表明，在650 W加热功率的情况下，含/不含遮热罩核电源系统冷却剂最低温度持续维持在302.0 K/278.6 K,具有较高的安全裕度，可以保证系统的正常运行。