微重力条件下弯曲流道自由界面流动机理及其应用

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 推进剂管理技术概述

1.2.1 推进剂在轨加注技术进展

1.2.2 推进剂贮箱发展历程

1.3 推进剂管理技术关键机理问题

1.3.1 微重力下的气液自由界面建模

1.3.2 微重力下的压差驱动自由界面流

1.3.3 微重力下的内角自流

1.4 论文主要研究内容

第二章 微重力下的气液自由界面近似建模

2.1 气液自由界面数学模型

2.1.1 气液界面控制方程

2.1.2 控制方程求解

2.2 双层径向基近似建模方法

2.2.1 近似建模理论

2.2.2 双层径向基近似模型

2.2.3 算例验证

2.3 气液自由界面近似建模

2.4 比较和讨论

2.5 本章小结

第三章 微重力下的弯曲流道压差驱动自由界面流

3.1 弯曲流道压差驱动流理论模型

3.1.1 控制方程

3.1.2 压力损失

3.1.3 边界条件和求解

3.2 基于OpenFOAM的数值仿真和验证

3.2.1 仿真设置

3.2.2 仿真结果

3.3 分析讨论

3.4 本章小结

第四章 微重力下的弯曲流道内角自流

4.1 弯曲流道内角自流理论模型

4.1.1 问题分析

4.1.2 控制方程

4.1.3 流阻函数求解

4.2 基于落塔的微重力实验

4.2.1 实验设计

4.2.2 实验结果

4.3 分析讨论

4.4 本章小结

第五章 基于弯曲流道自由界面流理论的板式贮箱设计

5.1 板式表面张力贮箱设计原则

5.2板式贮箱导流板设计分析

5.2.1 内导流板贮箱

5.2.2 外导流板贮箱

5.2.3 内外导流板组合式贮箱

5.3 贮箱设计实例

5.3.1 贮箱设计要求

5.3.2 初始设计方案

5.3.3 导流板修型

5.3.4 排气设计

5.3.5 最大排液流量

5.4 本章小结

第六章 板式贮箱内推进剂流动特性数值仿真及微重力实验

6.1 板式贮箱性能测试实验矩阵设计

6.1.1 性能测试手段

6.1.2 性能测试矩阵

6.2 贮箱内部推进剂流动数值仿真

6.2.1 贮箱仿真模型

6.2.2 仿真参数设置

6.2.3 仿真结果

6.3 贮箱内部推进剂流动微重力实验

6.3.1 实验方案

6.3.2 实验步骤

6.3.3 实验结果

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 主要工作与结论

7.2 论文创新点

7.3 后续研究展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

附录A 入口效应引起的附加压力损失

A.1 矩形管道的附加压力损失

A.2 矩形槽道的附加压力损失

附录B 矩形槽道压力损失修正系数

附录C OpenFOAM仿真算法设置

附录D 流阻函数半解析解