李章国
,
刘秋生
,
侯辉
,
魏青
,
郭尚群
工程热物理学报
液化气推进技术是微小伴随卫星在轨飞行采用的一种新型推进技术.微小伴星空间调姿、变轨过程需精确的推力控制,因此必须了解卫星推进系统中推进剂的形位分布.本文理论分析了空间微重力环境下液化气推进剂气/液界面的形位分布及变化,并通过落塔实验验证了微重力环境下有效控制液体推进剂的管理方法.
关键词:
气/液两相界面
,
液化气推进
,
微小伴随卫星
,
数值模拟
,
落塔实验
朱志强
,
刘秋生
工程热物理学报
实验研究了存在蒸发界面的水平液层中的热毛细对流对汽/液界面处温度不连续的影响.对于单纯的热毛细对流从理论和实验已有深入研究,但目前国际对蒸发与热毛细对流的耦合尚缺乏研究.特别是近期C.A.Ward等人研究发现了蒸发汽液界面处的温度不连续现象.本文以存在蒸发界面的水平薄液层为研究对象,测量了蒸发界面处的温度分布,研究了普适环境下蒸发和热毛细对流对汽/液界面处温度不连续的影响.
关键词:
蒸发
,
热毛细对流
,
温度不连续
刘荣
,
刘秋生
工程热物理学报
关于蒸发液层的Rayleigh-Marangoni-Bénard不稳定性的研究中,早期文献中普遍采用的是单层流模型.近年来,一些学者采用两层流模型对蒸发稳定性进行了理论分析,有的文献中没有考虑蒸发率与饱和蒸汽压的耦合关系,所以得到的结果不能完全反应蒸发对系统稳定性的影响.本文建立了一种新的两层流模型,考虑了界面变形对系统稳定性的影响.采用线性稳定性方法对带有蒸发界面的两层流的Rayleigh-Marangoni-Bénard对流不稳定性进行了分析,得到了临界Marangoni数与波数的关系,重点讨论了蒸发系数以及重力对汽液两层流系统的不稳定性的影响.
关键词:
Rayleigh-Marangoni-Bénard对流
,
线性稳定性
,
蒸发界面
,
界面变形
刘荣
,
刘秋生
工程热物理学报
关于液层的Marangoni-Bénard不稳定性的研究中,现有文献中普遍采用的是单层流模型.本文建立了一种新的两层流模型,采用线性稳定性方法对带有蒸发界面的两层流的Marangoni-Bénard对流不稳定性进行了分析,得到了在不同蒸发量下临界Marangoni数与波数的关系,重点讨论了蒸发速率对汽液两层流系统Marangoni-Bénard不稳定性的影响.
关键词:
Marangoni-Bénard对流
,
不稳定性
,
蒸发
郭文
,
卢文强
,
刘秋生
,
马重芳
工程热物理学报
本文发展了非线性边界条件相变传热过程的轴对称双倒易边界元方法,数值模拟了金属熔滴在快速冷却条件下的快速凝固过程.分别研究了在微重力落管和落塔中及喷射成形过程中金属熔滴的快速凝固过程,得到了过冷度,再辉时间,温度变化及相变界面随时间的变化等数值结果.
关键词:
快速凝固
,
双倒易边界元方法
,
过冷度
刘秋生
,
韩君庆
,
刘荣
工程热物理学报
热声交变流动是热声热机的工作基础,研究交变流动机理有助于人们认识热声热机的工作过程。鉴于前人的理论分析一般没有考虑浮力效应的影响,本文从流体热动力学的角度研究了浮力对流与热声交变流动的耦合规律。基于线性理论方法,给出了考虑浮力项和热对流Rayleigh数的热声线性理论模型,分析了浮力效应对平行交变流动的影响,发现热对流的存在明显影响交变流动速度分布及其＂环形效应＂。
关键词:
交变流动
,
环形效应
,
浮力效应
,
热声
,
线性理论
刘秋生
,
汪洋
,
纪岩
工程热物理学报
本文提出了一种新模型来研究液层在其纯蒸气中的蒸发热动力学特征,尤其是当蒸发界面张力驱动流占主导作用时(如微重力环境中)液层热毛细对流和界面蒸发始终耦合在一起.气-液界面的传热传质规律有待深入研究.本文数值模拟研究了蒸发相变界面热毛细对流与蒸发效应的耦合机质,得到了不同蒸发模式和不同强度热毛细对流蒸发液层的温度分布、蒸发速率以及对流流场分布的数值解.论述了蒸发Biot数和Marangoni数对界面传热传质的影响,发现并解释了蒸发和热毛细耦合的三种模式.
关键词:
蒸发
,
相变界面
,
热毛细对流
,
数值模拟
,
微重力
朱志强
,
汪洋
,
刘秋生
工程热物理学报
本文利用微重力落塔实验研究了Bond数改变时，PTFE和铝板表面上正滴和倒滴接触角的动态变化。实验发现液滴接触角与Bond数的大小有关，当Bond数趋于0时，还与其放置状态有关。本文采用VOF方法对Bond数变化引起的液滴形状及内部流动变化进行二维数值模拟，结果显示液滴内部的流动控制着液滴的外形和接触角。
关键词:
液滴
,
Bond数
,
接触角
,
微重力
