| 一种微重力-变速环境中推进剂管理的地基模拟试验方法 | |
刘秋生 ; 李章国; 朱志强; 解京昌; 林海
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| 2022-08-09 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明公开了一种微重力‑变速环境中推进剂管理的地基模拟试验方法，包括步骤：S1、准备试验设施条件；S2、在所述试验环境中对试验对象进行多次试验，并观测所述试验对象的运动状态和记录运动数据；S3、仿真模拟所述试验对象的运动过程并记录仿真数据；S4、根据记录的所述运动数据得到所述试验对象运动过程的试验特征参数，并与根据所述仿真数据得到的特征参数进行对比，以验证以验证流体管理能力和传输性能。通过本发明模拟方法能够实现在模拟空间微重力环境中推进剂或流体在1.5×10‑2g0至1.6×10‑1g0的加速度变化范围的低重力和变重力过程中空间在轨流体与推进剂两相流动动力学特征的地基模拟实验研究。 |
| Application Date | 2021-12-27 |
| Application Number | CN202111611453.4 |
| Patent Number | CN114112307B |
| Claim | 1.一种微重力-变速环境中推进剂管理的地基模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、准备试验设施条件； S2、在试验环境中对试验对象进行多次试验，并观测所述试验对象的运动状态和记录运动数据； S3、仿真模拟所述试验对象的运动过程并记录仿真数据； S4、根据记录的所述运动数据得到所述试验对象运动过程的试验特征参数，并与根据所述仿真数据得到的特征参数进行对比，以验证流体管理能力和传输性能； 所述S1包括： S11、利用微重力落塔设备提供微重力环境； S12、在所述微重力环境中创建为所述试验对象提供进行变加速运动条件和观测记录条件的装置； S13、准备试验观测对象和所述试验观测对象的载体； 在所述S13中，所述试验观测对象的载体具体为模拟试验贮箱，所述模拟试验贮箱用于密封贮存试验流体介质，所述试验观测对象为所述试验流体介质； 其中，根据相似性原理，所述模拟试验贮箱设置为两个，包括：大模拟试验贮箱和小模拟试验贮箱，所述试验流体介质包括氟化液FC-72和无水乙醇； 所述相似性原理包括运动相似和几何相似： 所述几何相似的设计原理要求任何工况下模拟试验贮箱与原型贮箱间的无量纲邦德数相等，即满足公式： 其中，Bo：邦德数；ρ：液体密度；R：模拟试验贮箱半径；σ：液体表面张力；a：环境加速度；m：落塔试验模型， 上述邦德数公式表示流体介质所受重力与表面张力之比，当重力远比液体表面张力小时，表面张力起主导作用； 根据上面级火箭重定位时的加速度a给出的原型贮箱邦德数，求出模拟试验贮箱所需要施加的加速度am，其中加速度a由重定位推力和火箭上面级质量确定： am＝a(ρ/ρm)(R/Rm)2(σm/σ) 所述运动相似的原理目的是保持两个模型之间的运动相似，以反映两者之间液体迁移过程所用的时间关系，即重定位时间关系，需要满足流体力学中的无量纲运动相似韦伯数相等，即满足公式: 其中，v，vm分别表示真实贮箱和模拟试验贮箱内液体迁移的特征速度，上述韦伯公式表示惯性力与表面张力之比； 对所述韦伯公式作量纲变换使其包含时间项，得到： 其中，t，tm分别为真实贮箱和模拟试验贮箱内液体迁移的特征时间值。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/91118 |
| Collection | 微重力重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘秋生,李章国,朱志强,等. 一种微重力-变速环境中推进剂管理的地基模拟试验方法. CN114112307B[P]. 2022-08-09. |
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| 000000_20220809_0C_C（981KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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