航天器热控和环境控制生命保障系统热网的优化

为了对航天器热控、环境控制生命保障系统进行减轻质量化研究 ,建立其热网络优化模拟的实验系统 ,研究不同布局下热网络工作特性 ,以寻求热网络中热组件布局对系统质量的影响规律。实验结果表明 :热组件布局方式对系统换热有明显影响 ;热组件的优化布局能使系统质量下降 ,其幅度与平均换热温差有关。实验结果同理论分析及数值模拟结果相吻合。     

航天器热控回路的质量全局优化

为了减小载人航天器热控和环境控制生命保障系统的质量 ,在建立的单回路和内外耦合回路流动换热和质量构成的物理数学模型基础上 ,对系统进行了全局轻量化的计算和分析。结果表明 :系统质量全局优化结果不同于其局部优化结果 ;综合考虑各种影响因素 ,对系统进行的质量全局优化可以大幅度地减小单回路和内外耦合回路系统的质量     

用Lagrange乘子法优化并联液体冷却网络系统

对于并联网络液体冷却系统,现有的优化设计方法存在计算量大、不适应复杂系统的问题.为解决此问题,该文采用Lagrange乘子法求解各支路的最佳流量分配系数,在复杂系统中也能很快得到精确解.同时,该文还对系统的数学物理模型进行了讨论,研究结果表明,模型中换热系数关联式的指数对计算结果的影响小于4%, 数学物理模型是可靠的.该文还给出了分配系数与支路权重因子之间的近似关联式,并对其进行了分析和讨论.     

载人航天器环控生保系统热网络质量的优化

为减小载人航天器中环控生保系统质量 ,利用网络分析原理 ,系统地研究了由气、液流体回路所构成流动和热网络的质量组成特性。建立此网络流动、传热及质量计算的物理模型和数学模型 ,以其中辐射散热器表面平均温度为优化搜寻决策变量 ,优化计算网络系统质量。对系统质量的一些影响因素分析结果表明 ,以辐射散热器表面平均温度为决策变量优化计算网络系统质量的方法可以大大减小系统的质量 ;流动和热网络系统中存在最佳管径和最佳的热组件布局方式 ,对应系统质量最小。研究表明 ,全面考虑各因素与网络系统质量之间的密切联系 ,求得最佳值后 ,能使系统总质量最小     

载人航天器SPE制氧系统性能分析

为了对载人航天器中 SPE制氧系统进行优化改进 ,根据热力学守恒定律、能量输运规律以及相关电化学理论 ,建立了系统工作过程的数学模型 ,通过数值模拟方法对系统进行了性能分析。结果表明 ,提高电解槽工作电流密度 ,不仅有利于提高电流效率和氧产量 ,也有利于减小单位产氧量的电耗 ;而提高氧、氢产品背压会对系统工作产生不利影响 ,产氧量下降 ,且单位产氧量的电耗升高 ;工作温度的提高 ,既有正面影响 ,如理论分解电压下降 ,单耗减小 ,也有负面影响 ,如造成电流效率降低 ,产氧量下降。研究结果对载人航天器中水电解制氧系统的设计及运行有一定指导意义。     

载人航天器SPE水电解制氧系统的轻量化研究

为了减小载人航天器中制氧系统及其相关系统的质量 ,在所建立的系统质量、功耗构成的数学模型基础上 ,对系统进行了轻量化计算 ,分析了影响系统当量质量的主要因素 ,并进行了系统当量质量的全局优化计算与分析。结果表明 ,在氧产量和其它参数一定的前提下 ,电解小室数目、电解面积、电流密度等都存在最佳值。研究结果对载人航天器环境控制与生命保障系统的优化设计有一定意义。     

载人航天器通风系统水力工况模拟及系统优化

载人航天器通风系统设计的关键是降低能耗和保证系统的可靠性.在进行系统初步设计的基础上,建立了基于回路法的管网水力计算模型,根据编制的FORTRAN语言程序,对设计方案的实际运行工况进行了模拟,结果显示部分管段的实际流量与设计流量偏差较大,因此需要进行管网优化.采用惩罚函数法建立了回路优化的数学模型,可以对管网进行优化调节.系统经过优化以后,各管段的实际流量与设计流量偏差大大减小,风机压头较设计值减小了近20%,能够达到优化要求.     

多级齿轮装置热网络模型的拓扑建立

分析了多级齿轮装置热网络模型的建立方法，包括：机械结构的离散、网络的拓扑结构与数学描述．仿真与实验表明，模型可以准确地模拟减速器的热特性．     

基于热网络的汽车变速箱热分布的有限元分析

建立了汽车变速箱轴系和齿轮的有限元分析网格模型。基于热网络法求出变速箱在实际工况下各节点的稳态温升来确定边界条件,获得了轴系和齿轮的温度场分布状况,从而根据实际工况对齿轮装置从整体到局部的热分布作了详细的描述。     

载人航天器密封舱内空气压力的动态分析

为了给载人航天器密封舱压力制度的建立提供依据,采用数值分析的方法,分析了小型载人航天器密封舱内的动态压力变化。使用集总参数模型和理想气体模型推导出舱内气体组分的分压力及总压变化的数学模型,用此模型计算了正常作息制度、极端作息制度以及各种氧气补充方式下的压力变化,并对比了2人和3人乘员组的压力波动幅度。结果表明,航天员的新陈代谢强度变化引起的压力波动一般不超过允许值。     

混合动态数据库集群的并行空间连接优化算法

传统算法数据划分冗余度和倾斜度高,无用连接数据多,降低负载均衡性,对整体效率产生不好的影响,不适于实际应用。为此,面向混合动态数据库集群提出一种新的并行空间连接优化算法。采用网格划分法对数据进行划分,依据空间数据划分结果获取数据分布状态,计算节点按照数据分布状态得到候选集。通过平面扫描形成若干子空间连接的子任务,利用构建节点花费模型,依据花费模型对并行空间连接所需的平均节点访问个数进行评估,把候选任务集分配至不同计算节点,在不同节点执行并行空间连接操作。通过边界过滤策略,删除不可能有结果的元组,提高效率,增强算法的实用性。实验结果表明,所提算法适于实际应用,效率高。     

载人飞船座舱内壁面温度偏差的预测

为了预测载人飞船地面热平衡实验时座舱内壁面温度与太空飞行时的偏差,分析了座舱内空气对流换热的近似实验方法的局限性,指出了空气对流换热系数是影响壁面温度的主要因素。由于重力场的影响,载人飞船地面热平衡实验时座舱内的空气对流换热系数与太空飞行时不同,使壁面温度偏离于太空飞行时的真实情况。为了修正地面实验数据,提出了壁面温度偏差的预测方法。     

电流互感器二次线圈串并联使用的误差分析

针对电磁式电流互感器的二次线圈串联或并联使用 ,本文进行了误差分析 ,并得出结论 :串联使用提高精度 ,但带负载能力有所降低 ;并联使用带负载能力提高 ,但精度有所降低     

载人飞船座椅着陆缓冲系统的动力学模型

在载人飞船着陆冲击中,座椅缓冲系统对宇航员防护具有重要意义.基于飞船返回舱整舱跌落试验舱体加速度曲线特征和宇航员座椅缓冲系统响应的试验数据,建立了包含缓冲器、座椅、赋形垫和人体的人-椅系统垂直着陆冲击动力学模型.将模型计算结果和试验数据进行比较的结果表明:计算得到的人体动力学响应的主要物理阶段和幅值均与试验结果符合良好.该模型建立了底部冲击加速度波形和人椅系统响应的直接关联,物理意义明确,便于工程应用.     

载人航天器一次电源系统稳定性建模研究

电源系统的稳定性是保证载人航天器在轨飞行可靠安全的要素之一。为研究其稳定性,研究了混合型功率调节技术一次电源的建模方法,获得了一次电源系统阳照区和阴影区工作时的开环电压传递函数和闭环输出阻抗函数,并根据真实参数进行了仿真。参照在轨实际数据,验证了所得模型的正确性,为进一步进行能源系统稳定性分析提供模型基础。