多相热流体研究助力嫦娥三号月夜生存
力学所微重力多相热流体动力学研究团队作为“嫦娥三号月球着陆器和巡视器热控分系统”项目主要完成单位之一,荣获2015年中国航天科技集团科学技术进步奖一等奖。
嫦娥三号月球探测器是我国首个软着陆无人登月探测器,在无能源供给情况下探测器如何度过长达14天且温度低至–180℃的漫长月夜是其面临的最严峻技术挑战。中国航天科技集团五院总体部负责完成的“嫦娥三号月球着陆器和巡视器热控分系统”,采用了国际首创的1/6 g重力辅助两相流体回路热传输系统,综合利用月面1/6 g的重力场、特殊热源与两相流体回路技术,无需能源供给,成功解决了在长达14天、无能源供给情况下仪器的温控难题。我所赵建福研究员领导的微重力多相热流体动力学研究团队,对月面1/6 g重力场中气液两相流动与传热现象中重力效应进行了系统的分析评估,构建了重力辅助两相流体回路系统的数学模型,进行了不同重力条件下两相流体回路系统性能的数值仿真,为空间应用装置的地面等效模拟试验方法研究提供了理论指导,有力支持了中国航天科技集团五院总体部负责完成的。
该项研究成果为我国空间飞行器(尤其是深空探测器)温控技术发展提供了新的方向,同时也推动了我国微重力多相热流体动力学学科的发展,研究成果已先后发表在《力学进展》、《载人航天》、ISPS6/ITTW2015等学术期刊及国内外学术会议,其中,“部分重力驱动的两相流体自然循环回路传热性能的数值仿真(作者:赵建福等)”还荣获“第三届载人航天学术大会(2014年11月13–15日,成都)优秀论文”奖。
作者简介:
赵建福,中科院力学所研究员、博士生导师。先后毕业于清华大学(1990,学士)、浙江大学(1993,硕士)、武汉水利电力大学(1998,博士),长期从事微重力多相热流体动力学研究,先后成功完成了“和平号”空间站气液两相流实验、两次返回式卫星池沸腾传热实验及一系列多相热流体动力学地基短时微重力落塔/失重飞机实验、地面对比实验与理论研究,目前在研的“实践十号”科学实验卫星单气泡沸腾研究进展顺利,空间实验计划于2016年春进行。现任Microgravity Science & Technology(《微重力科学与技术》)副主编和Interfacial Phenomena & Heat Transfer(《界面现象与传热》)、《空间科学学报》、《应用基础与工程科学学报》编委,并担任空间科学学会和能源学会理事、天地应用两相系统国际会议(Int. Symp. on Two-phase Systems for Ground & Space Appl.)科学委员会委员及力学学会、工程热物理学会和空间科学学会相关专业委员会委员等。
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