本文關鍵詞：在軌變工況環(huán)境下衛(wèi)星熱分析及單機熱控優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著空間科學技術的高速發(fā)展,人類對太空進行了越來越多的探索。尤其是進入21世紀以來,世界各國爭先恐后發(fā)展航天事業(yè),我國也取得了許多突破性的進展。航天技術不僅體現(xiàn)一個國家的科技水平,而且還給我們的日常生活的各個方面帶來了很多便利。因此發(fā)展航天事業(yè)至關重要,其中一個關鍵環(huán)節(jié)就是做好衛(wèi)星的熱分析。針對傳統(tǒng)熱控系統(tǒng)的不足之處,許多學者對其進行了研究,并提出了優(yōu)化方案,但仍然不能完全滿足衛(wèi)星發(fā)展的需要。因此,本文對在軌變工況下的衛(wèi)星熱分析以及單機溫度優(yōu)化方案進行了研究。通過分別采用蒙特卡洛法和有限元法計算衛(wèi)星的外部熱流和整星的溫度分布,本文對假想的衛(wèi)星模型進行了熱分析。針對整星溫度分布上存在的問題,本文提出了液態(tài)金屬微通道熱控優(yōu)化方案并對其進行了相似分析和量綱分析。然后,本文從電磁泵的性能和微通道的形狀兩方面入手,對液態(tài)金屬微通道熱控系統(tǒng)的工作性能進行了探討,并且將優(yōu)化系統(tǒng)應用到不同姿態(tài)下的衛(wèi)星中,分別對局部單機和大范圍多單機溫度梯度過大的問題進行了優(yōu)化計算。最后,本文分析了影響單機溫度的各種因素,并且對其進行了敏感性分析。數(shù)值計算結果表明:衛(wèi)星表面的外熱流受姿態(tài)的影響較大,有明顯的周期性;當某表面分別處于向日側和背日側時,外熱流差異很大;星內單機的溫度受自身功率、相鄰單機溫度、臨近結構溫度和外熱流的影響;電磁泵的功率增大會強化液態(tài)金屬微通道換熱器的換熱效果;在流量相等的條件下,矩形微通道換熱器在各種形狀中換熱效果最好;液態(tài)金屬微通道換熱系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)對衛(wèi)星單機及局域溫度梯度的調控;單機表面涂層發(fā)射率對單機溫度影響最大。
【關鍵詞】：衛(wèi)星熱分析 熱控優(yōu)化方案 微通道換熱器 敏感性分析
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V474
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 衛(wèi)星熱控制技術研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 熱控制優(yōu)化方案研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 液態(tài)金屬熱控制研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內容14-16
• 第2章 典型衛(wèi)星結構的熱分析16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 典型衛(wèi)星模型16-22
• 2.2.1 幾何模型17-18
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分18-20
• 2.2.3 各向異性材料20-22
• 2.3 外部輻射熱流22-26
• 2.3.1 輻射換熱模型22-24
• 2.3.2 外部輻射熱流的計算24-26
• 2.4 整星溫度場分析26-30
• 2.4.1 傳熱模型26-27
• 2.4.2 溫度計算27-29
• 2.4.3 推進管路溫度計算29-30
• 2.5 本章小結30-32
• 第3章 單機熱控優(yōu)化方案32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 液態(tài)金屬微通道方案32-35
• 3.2.1 方案設計32-34
• 3.2.2 基本原理34-35
• 3.3 液態(tài)金屬微通道換熱性能分析35-39
• 3.3.1 相似分析35-37
• 3.3.2 量綱分析37-38
• 3.3.3 主要影響因素38-39
• 3.4 液態(tài)金屬微通道的數(shù)值計算39-47
• 3.4.1 微通道的截面形狀和排布39-42
• 3.4.2 矩形微通道的高寬比42-44
• 3.4.3 矩形微通道的條數(shù)44-45
• 3.4.4 實驗關聯(lián)式45-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第4章 微通道散熱在單機熱控優(yōu)化中的應用48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 微通道的局部熱控應用48-51
• 4.2.1 模型設計48-50
• 4.2.2 優(yōu)化方案的效果計算50-51
• 4.3 微通道的多單機熱控應用51-54
• 4.3.1 模型設計51-52
• 4.3.2 優(yōu)化方案的效果計算52-54
• 4.4 主動加熱優(yōu)化方案54-55
• 4.5 本章小結55-57
• 第5章 單機溫度的敏感性分析57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 敏感性分析原理57-58
• 5.3 典型物性敏感性計算58-65
• 5.3.1 單機接觸熱阻58-60
• 5.3.2 結構板的導熱系數(shù)60-62
• 5.3.3 單機表面涂層的發(fā)射率62-63
• 5.3.4 散熱面發(fā)射率63-65
• 5.4 綜合比較分析65-66
• 5.5 本章小結66-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張連臺;;《衛(wèi)星熱控制技術》已出版發(fā)行[J];航天器工程;1992年01期

2 ;航天器熱控制[J];中國航天;1999年07期

3 侯增祺;;航天器熱控制的等溫化技術[J];航天器工程;1992年01期

4 高曉明;李勁東;;中國海洋一號衛(wèi)星熱控分系統(tǒng)設計和在軌性能評估[J];航天器工程;2003年03期

5 王連坡;;結構設計中的熱控制技術[J];電子機械工程;2009年06期

6 過九昒;兩顆通信衛(wèi)星熱控分系統(tǒng)長期在軌性能評述[J];中國空間科學技術;1991年05期

7 譚志誠,周立幸,尹安學,陳淑霞,孫毅,葉錦春;精密絕熱量熱計的建立及復合熱控材料低溫比熱的測定[J];工程熱物理學報;1981年03期

8 范含林;;航天器發(fā)展對熱控制技術的需求分析[J];航天器工程;2010年01期

9 范含林;范宇峰;;航天器熱控分系統(tǒng)對材料的需求分析[J];航天器環(huán)境工程;2010年02期

10 熊延齡;;日本研制太空用熱控制薄膜[J];國外空間動態(tài);1987年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王潔冰;許;;鈣鈦礦型錳氧化物在熱控薄膜材料方面的應用[A];TFC'05全國薄膜技術學術研討會論文摘要集[C];2005年

2 王潔冰;許e，

本文編號：912123