【摘 要】
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目前高精度对地观测,飞机的搜索、发现和连续跟踪,卫星的在轨重构等多样化的任务需求对卫星姿态控制性能提出了更高的要求。基于磁流体动力学的惯性动量轮具有体积小、重量轻、寿命长、高精度和抗冲击等优点,是实现卫星空间超静平台的理想执行机构,国内当前对于磁流体动量轮鲜有研究。本课题提出了一种轴向磁场结构的磁流体动量轮,为研究磁流体动力学动量轮导电流体环运动特性,进行了如下工作:
1.在理想假设条件下建立了磁流体动量轮的简化模型,综合欧姆定律和不可压缩流体的Navier-Stokes方程,推导了动量轮关键部
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目前高精度对地观测,飞机的搜索、发现和连续跟踪,卫星的在轨重构等多样化的任务需求对卫星姿态控制性能提出了更高的要求。基于磁流体动力学的惯性动量轮具有体积小、重量轻、寿命长、高精度和抗冲击等优点,是实现卫星空间超静平台的理想执行机构,国内当前对于磁流体动量轮鲜有研究。本课题提出了一种轴向磁场结构的磁流体动量轮,为研究磁流体动力学动量轮导电流体环运动特性,进行了如下工作:
1.在理想假设条件下建立了磁流体动量轮的简化模型,综合欧姆定律和不可压缩流体的Navier-Stokes方程,推导了动量轮关键部件导电流体环的传递函数,利用仿真软件Fluent对理论结果进行了数值仿真验证。
2.动量轮工作特性与导电流体环的结构、磁感应强度的大小以及导电流体材料的物理参数有关,通过数值仿真研究了各因素对流体流速的作用机制;以周向流速-流函数来表征导电流体二次流误差的大小,并分析影响此误差大小的因素,可知二次流误差与外电极电压成正比,与外部磁感应强度成反比,此项研究可为磁流体动量轮结构设计与优化提供依据。
3.开展了磁流体动量轮整机转速测量实验,以气浮转台作为动量轮的载体,测试了多种输入信号条件下动量轮整机的转速,改变输入信号的幅值,将角速度、输出转矩和角动量的实验测量值与理论计算值进行了对比,分析了偏差产生的原因。
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结合国内外相关文献对不同波段、燃烧环境、火灾规模的火焰特征和火灾探测方法进行了分析,确定了基于无
动量轮是卫星姿态控制系统中的重要执行机构。磁流体动量轮具有寿命长、精度高、重量轻、体积小等优点。研究磁流体动量轮驱动系统,对卫星的主动姿态控制技术具有重要意义。
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(1)根据磁流体动力学原理,研究了电磁场作用下磁流体在矩形截面管道内的稳态流速求取方法。提出了一种在沿管道方向无压力梯度时,管道内磁流体的稳态截面速
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