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| 1 | 深空探测着陆器数字化设计及着陆性能影响因素显示文摘以对称分布四腿悬架式月球着陆器为研究对象,建立了着陆器软着陆过程六自由度动力学模型并改进了月壤摩擦系数模型;在以上动力学模型基础上,以月球着陆器为例编制了着陆器软着陆六自由度动力学分析程序,利用该程序分析了探测器全机月面软着陆性能,重点研究了动力学模型中的月面等效弹性系数、月面摩擦系数和月面倾斜角度等参数对探测器着陆性能的影响。研究表明上述影响因素对着陆器着陆缓冲性能影响显著,通过对以上参数的合理选择可以有效缓解月球探测器月面软着陆的着陆冲击过载。 | 陈金宝 聂宏 万峻麟 | 2014 | 航空学报2014，35，2： | 12 |
| 2 | 火星环绕器羽流效应仿真研究显示文摘火星探测器发动机羽流效应影响飞行任务的安全,采用差分求解NS方程与直接模拟蒙特卡洛耦合的方法对火星环绕器姿轨控发动机羽流力、热以及污染效应进行了仿真研究。结果表明:发动机羽流对火星环绕器气动力、热及污染效应影响主要在发动机储箱上,最大热流值可以达到1789 W/m^2,需要注意;发动机羽流对展开太阳能电池翼的气动力和气动力矩相对于发动机推力和推力力矩来说,小3~4个量级,影响较小;已分离着陆器在距发动机出口300 m以内时,羽流对已分离着陆器的影响较大,气动热流在100 W/m^2以上;在100 m以内时,气动热流在1000 W/m^2以上,需要对敏感设备采取一定的防护措施。不同热适应系数气动热流仿真对比计算结果表明,随着热适应系数的增加,热流密度值呈线性增加。数值模拟结果可以为火星环绕器工程设计提供参考。 | 陈杰 贺碧蛟 蔡国飙 | 2017 | 载人航天2017，23，6： | 7 |
| 3 | Design of double-layer anti-sputtering targets for plume effects experimental system显示文摘在一个真空房间使用的一个电的推进器的劈啪作响背的效果在推进器,真空房间和试验性的设备上有不利效果。一个劈啪作响反的目标(著名计算机生产厂商) 能由减少劈啪作响背的免职效果扩大真空房间的操作生活。在国际设备使用的真空房间成功地合并了著名计算机生产厂商。改进著名计算机生产厂商表演,一个双层结构著名计算机生产厂商基于羽毛效果,试验性的系统(足) 被设计。结构 AST 主要结束当第二等的结束作为一个快门被设计解决象服务生活,劈啪作响的材料的背流动率,经济和系统安全那样的因素时,作为一座公寓被设计。验证双层著名计算机生产厂商的效果, AST 有或没有的劈啪作响的效果第二等结束被一个 DSMC 照片算法评估。另外,赤裸的房间的试验性的确认和目标被执行。结果显示第二等的结束石墨表能减少背流动收益约 50% 。双层著名计算机生产厂商的设计能为一个劈啪作响反的目标的设计作为一本参考书被介绍。 | SHANG ShengFei CAI GuoBiao ZHU DingQiang HE BiJiao | 2016 | Science China(Technological Sciences)2016，59，8： | 4 |
| 4 | Investigation on aerodynamic force effect of vacuum plumes using pressure-sensitive paint technique and CFD-DSMC solution显示文摘Pressure-sensitive paint(PSP) technique was employed to experimentally investigate the aerodynamic force effect of vacuum plume in this study. The characterization and comparison for two types of PSP were firstly conducted in an air pressure range from0.05 to 5000 Pa. The PSPs were prepared using PtTFPP as the active dye and different binders, i.e., polymer-ceramic(PC) and poly(1-trimethylsilyl-1-propyne) [poly(TMSP)]. The static calibrations showed that PtTFPP/poly(TMSP) had a higher pressure sensitivity and a lower temperature dependency compared to PtTFPP/PC in this pressure range. The pressure distributions of a single and two interacting plumes impinging onto a flat plate model were measured using PSP technique. The experimental data were compared to numerical solutions that combined both the computed fluid dynamics(CFD) and direct simulation Monte Carlo(DSMC) methods. Remarkable agreements were achieved, demonstrating the feasibility and accuracy of the numerical approach.Finally, the aerodynamic force effect of interacting plumes at different separation distances was investigated numerically. | WU Jing BITTER Martin CAI GuoBiao HE BiJiao KAEHLER Christian | 2017 | Science China(Technological Sciences)2017，60，7： | 3 |
| 5 | Experimental and numerical analysis of the heat flux characteristic of the plume of a 120-N thruster显示文摘The convective heat transfer of the plume of a 120-N thruster is investigated experimentally and numerically. Numerical results agree well with experimental results in that there is a nonlinear decrease in convective heat transfer with an increasing cone angle. It is also found that convective heat transfer decreases with increasing distance from the thruster outlet. Furthermore, the convective heat transfer of the plume mainly concentrates within a 35° cone angle and the heat flux decreases to the same order as solar radiation at the Earth’s surface when the cone angle exceeds 60°. The results of the study will help improve spacecraft design. | ZHANG MingXing CAI GuoBiao HE BiJiao TANG ZhenYu ZHOU Hao | 2019 | Science China(Technological Sciences)2019，62，10： | 3 |
| 6 | 针对发动机羽流的相似准则研究显示文摘限于真空设备的能力,地面上难以开展大发动机的羽流试验,此时需要借助缩尺技术方可开展试验。通过方程分析法和量纲分析法推导出一种适用于发动机流场的相似准则,该准则能够使流场所有参数满足相似关系,这对于开展试验研究复杂的羽流现象有很大帮助。随后以热对流现象为研究目标,从理论角度对相似准则进行了验证。最后借助CFD/DSMC方法对发动机羽流全流域进行了数值模拟,进一步验证了相似准则的正确性和在羽流研究中的适用性。 | 张明星 蔡国飙 王永海 | 2018 | 载人航天2018，24，2： | 3 |
| 7 | 真空羽流智能化计算显示文摘真空环境中,姿轨控发动机工作产生的高温高速真空羽流会对航天器产生气动力、气动热、污染、电磁干扰和视场干扰等效应,影响航天器正常工作甚至任务成败。因此,真空羽流及其效应评估和防护是航天领域的关键科学和工程问题。直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法是真空羽流数值模拟的主流方法,但DSMC是一种粒子模拟方法,非常耗时,严重制约了真空羽流及其效应的评估效率。提出了一种基于卷积神经网络的直接模拟蒙特卡洛(CNN-DSMC)方法。CNN-DSMC的训练集包括两个部分:将DSMC羽流数值模型的几何拓扑与边界条件信息作为训练集的输入,将DSMC数值模拟得到的羽流流场数据作为训练集的输出。将该训练集输入卷积神经网络进行训练,可得到高精度、高效率的真空羽流智能化计算模型,以此预测不同条件下的真空羽流流场。以月球探测器月面着陆过程中的真空羽流场为例,分别使用CNN-DSMC和DSMC数值模拟了在不同着陆高度条件下的真空羽流流场流速和密度。结果显示,两种方法结果基本一致,流场流速和密度的平均相对误差分别小于6.0%和8.8%。但与传统的DSMC方法相比,CNN-DSMC方法的计算速度提升至少4个量级,最大可达6个量级。因此,本文提出的CNN-DSMC方法在真空羽流数值模拟方面具有较强的应用潜力。 | 蔡国飙 张百一 贺碧蛟 翁惠焱 刘立辉 | 2022 | 航空学报2022，43，10： | 1 |
| 8 | 月球探测器着陆过程羽流热效应数值模拟研究显示文摘考虑到月球探测器着陆过程变推力发动机工作可能引发羽流热效应,通过差分求解N-S方程与直接模拟蒙特卡洛(DSMC)耦合的方法,针对探测器变推力发动机羽流的连续流区与稀薄流区进行了数值模拟,获得了着陆过程不同状态探测器表面的羽流气动热流密度分布,分析了探测器在不同高度及坡度受到的羽流热效应,研究了探测器因落月惯性与发动机延时拖尾等特殊工况羽流气动热的影响程度。数值模拟结果表明,探测器受到的羽流气动热影响总体随着发动机出口与月面间距离减小而急剧增强,随着距离减小至0.434 m,热流密度最大值为429 kW/m^(2),而且月面坡度对羽流热效应有减弱作用。研究结果可为探测器关机策略的制定提供支撑,为探测器关键部位的热防护提供输入,为探测器整体的设计优化提供服务。 | 张熇 吴成赓 刘立辉 孙洁 贺碧蛟 蔡国飙 | 2022 | 宇航学报2022，43，6： | 0 |
| 9 | Maxwell模型中keV能量的Xe粒子对铜表面的适应系数显示文摘使用热流传感器对氙离子推力器轴向距离为500、700 mm和900 mm,径向角度为0°~15°(推力器出口平面中心为圆心,推力器出口轴线为0°)范围内羽流热流密度的分布进行了实验研究,获得了热流随角度和半径变化的实验数据。采用PIC-DSMC (particle in cell direct simulation of Monte Carlo)算法在不同适应系数下对实验条件进行仿真分析,对比仿真结果和实验结果得到适应系数。结果表明:keV能量的Xe粒子对热流传感器表面(铜)的适应系数接近1。 | 商圣飞 姜利祥 向树红 蔡国飙 贺碧蛟 王文龙 | 2020 | 航空动力学报2020，35，10： | 0 |
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