微重力条件下流动与传热传质的地面模拟

为了给载人航天器热设计提供依据,考核热控系统的适应能力以及确定热湿控制参数。发展了材料－温度－湿度保持技术,以实现微重力条件下导热－对流－辐射换热与传质稳态系统的地面相似模拟。通过调整壁面热流密度分布,可以使尺寸适当缩小后的模型的材料、温度和湿度同时保持不变,同时还能抑制由重力引起的自然对流的作用,从而实现地面模型与微重力场中原型流动、换热和传质相似。并用数值方法对均匀进风条件下的流动、换热和传质的相似性进行了验证。     

微重力场中对流-辐射耦合换热系统的地面模拟

为在地面模拟太空舱内的流动与换热，通过理论分析和数值模拟，发展了微重力条件下对流－壁面辐射耦合传热稳态系统的地面相似模拟技术，进一步完善了温度－材料综合保持的自然对流抑制技术。通过采取补偿热流，调整壁面热流密度分布的方法，使尺寸缩小后的模型的Ｎｕ数、材料和温度与原型保持一致，从而实现模型与原型流动和换热相似。针对均匀通风方式，用数值方法对相似性进行了验证，确定了均匀通风方式下能实现地面模拟的模型的比例     

微重环境下平移圆柱贮箱液固耦合系统的动力响应研究

以一种新的方法建立了在微重力环境、横向激励下圆柱贮箱液固耦合系统的动力学方程．对耦合系统的液体子系统采用压力体积分形式的拉格朗日函数，并将速度势函数在自由液面处作波高函数的级数展开，从而导出自由液面运动学和动力学边界条件的非线性方程组，而对结构子系统则采用标准形式的拉格朗日函数（动能减去势能），用变分原理和拉格朗日方程建立耦合系统的动力学方程，最后用4阶Runge-Kutta法求解非线性方程组，得到了耦舍系统的幅频特性曲线．此方法大大减少了公式推导量，而且得到的是降阶的耦合方程组．计算发现：随着Bond数的减小，耦合系统的响应频率先增大后减小，而响应幅值逐渐增大．     

液封层Marangoni数对液桥内热毛细对流的影响

建立了具有液封的液桥(不相溶混的双层同轴液柱)内的Marangoni对流的物理模型和数学模型.采用涡量-流函数法用有限差分格式对微重力条件下具有液封的液桥内Marangoni对流进行了数值模拟,得到了双层液柱主流区的温度场和流场,找出了液封层流体Ma数对具有液封的液桥内的Marangoni对流的作用规律.     

微重力对蛋白质晶体结构的影响

为了考察微重力对蛋白质晶体结构的影响,对空间和地面结晶实验生长出的蛋白质晶体进行了结构测定,并进行了比较研究,在完成对鸡蛋清溶菌酶晶体结构研究的基础上,又对酸性磷脂酶Ａ２晶体结构做了测定和比较,从目前的研究结果可以得到这样的结论：微重力可能不足以改变蛋白质肽链的构象,但微重力能够改善与蛋白质分子联系罗弱的有序水分子的空间排布状况,这应该是微重力改善蛋白质晶体质量的一个重要因素,另外,上述两种蛋白晶     

地球内部的微重力构造圈层

首先依据地球内部温度和密度不均匀分布数据，用计算机计算它的电离状态，得到非等温分层电离状态的电荷分布曲线；其次从地球内部存在的流体压力与两类体积力：重力和静电力的平衡方程讨论中，发现在某一等温层内可能存在微重力构造圈，其厚度约为１０００ｋｍ左右；最后在地学研究向整体化和深部化发展趋势下，预期这个结果将有助于理解地球深部发生的各种物理过程且与地震Ｓ波在核－幔之间层中消失观测事实相一致．     

流体动力粘度对液封液桥内Marangoni对流的影响

建立了具有液封的液桥(不相溶混的双层同轴液柱)内的Marangoni对流的物理模型和数学模型.采用涡量-流函数法用有限差分格式对微重力条件下具有液封的液桥内Marangoni对流进行了数值模拟,得到了双层液柱主流区的温度场和流场,找出了内、外层流体动力粘度之比对双层同轴液柱内的热毛细对流的作用规律.     

Advances and applications of electrohydrodynamics

Electrohydrodynamics (EHD) has been applied in many areas, such as EHD enhanced heat transfer, EHD pump, electrospray mass spectrometry, electrospray nanotechnology, etc. The basic theories underlying these applications and a brief review of the EHD advances are presented in this paper. As electrospray is an important branch of EHD,the applications of electrospray are particularly discussed.Finally, this paper gives some suggestions for the future research and development.     

基于失重飞机的微重力科学实验系统

为了在俄罗斯ИЛ-76МДК失重飞机上开展微重力科学实验,研究了其上的实验系统。采用系统集成的设计思想,各实验单元在满足接口要求的条件下,单独进行研制;然后通过总线与公用平台相连,构成星形拓扑结构。系统集成后形成以公用平台为中心、具有遥测、遥控和数据采集等功能的全自动实验系统。该系统在俄罗斯加加林航天员训练中心成功地进行了7个架次的飞行,获得了失重条件下大量飞行实验数据、实验样品和录像资料。飞行实验结果表明,系统集成的方法是成功的,并可应用于其它实验系统的研究和设计。     

微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台采集控制系统设计

介绍了微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台的系统构成,并设计了一个基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／ＮＴ的多线程实时数据采集控制系统,以此对微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台的系统进行多点测量及控制。