微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究

IMECH-IR > 微重力重点实验室

	微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究
	陈上通 ; 吴笛 ; 王佳 ; 段俐 ; 康琦
发表期刊	力学学报
	2021
卷号	54 期号:02 页码:326-335
摘要	空间微重力环境中,由于重力基本消失,表面张力等次级力发挥主要作用,流体行为与地面迥异,因此有必要深入探究微重力环境中的流体行为规律和特征.板式贮箱利用板式组件在微重力环境中对流体进行管理,从而为推力器提供不夹气的推进剂,这对航天器精确进行姿态控制、轨道调整具有重要意义.板式组件中常包含成一定夹角的平板结构,比如蓄液叶片之间.本文研究了微重力环境中成一定角度平板间的表面张力驱动流动问题,考虑了液体与壁面的动态接触角、对流引起的压力损失、黏滞阻力、液池内弯曲的液面等因素的影响,推导出了表面张力驱动流动中液体爬升高度的二阶微分方程.该方程可用四阶Runge-Kutta方法求解.通过同时考虑两个主导力,可将流动过程分为三个阶段,并得到了不同阶段内的爬升高度的近似方程.本研究建立了6个不同尺寸的计算模型、选用3种不同型号的硅油,利用有限体积法开展仿真工作,仿真结果与理论结果吻合良好,验证了理论解的正确性.本文的研究结果可为板式贮箱的研制和空间流体管理提供理论依据和数据支撑.
关键词	微重力表面张力驱动流成一定夹角的平板有限体积法 Runge-Kutta法
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
项目资助者	中国空间站首批空间科学实验项目 ; 中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB23030300) ; 自然科学基金(12032020,12072354)资助
CSCD记录号	CSCD:7163903
论文分区	二类
力学所作者排名	1
引用统计	被引频次：2[CSCD] [CSCD记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/88494
专题	微重力重点实验室
作者单位	1.中国科学院力学研究所微重力实验室 2.中国科学院大学工程科学学院
推荐引用方式 GB/T 7714	陈上通,吴笛,王佳,等. 微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究[J]. 力学学报,2021,54,02,:326-335.
APA	陈上通,吴笛,王佳,段俐,&康琦.(2021).微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究.力学学报,54(02),326-335.
MLA	陈上通,et al."微重力下成一定夹角平板间的表面张力驱动流动的研究".力学学报 54.02(2021):326-335.

条目包含的文件		下载所有文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
Jp2021493.pdf（1436KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载