一种星载相控阵天线的热设计研究

随着技术的发展,相控阵天线在星载平台得到越来越多的应用,其电磁指标要求也越来越高。天线的高电磁指标对结构的刚度、轻量化和高效散热设计参数提出了严苛的要求。星载相控阵天线一般安装在航天器的外表面,深冷空间及太阳辐射等空间环境对其温度影响巨大。文中对一种星载相控阵天线的热设计进行了研究,根据热设计输入对相控阵天线的散热方案、热管选型和热控措施进行了分析,通过仿真、试验验证了热设计的合理性。

基于CFD的精密离心机风阻优化

为了研究精密离心机的风阻力矩,利用RNGk-ε湍流模型与增强型近壁面处理方法对精密离心机的空气流场进行了数值模拟.得到的离心机风阻力矩与测试结果相符,验证了该数值模拟方法的可行性;在水平流场中对不同外型的负载整流结构进行了数值模拟,结果表明锥形整流结构整流效果最好,同时研究了几何参数对整流效果的影响;基于水平流场负载整流优化设计结果,设计了5种离心机负载的整流方案,并对各种方案的风阻力矩及其波动进行了数值计算.结果表明,锥形整流结构能将风阻波动降低为整流前的25%.

精密离心机机箱设计研究

本机箱是精密离心机的重要组件,它可为离心机旋转平台提供良好的气流环境,为电容测微仪提供稳定支承,对保证离心机稳定可靠的运行有重要意义。针对10-6级精密离心机的使用要求,通过功能分析,确定了光滑环形整流罩形式的机箱结构。在此基础上,完成了机箱的结构设计和工艺分析,并进行了力学计算和试验测试。分析和试验结果表明,所设计的机箱可改善离心机风阻力矩和风阻波动,可有效降低风阻对离心机精度的影响。

石墨烯对液冷冷板均温性的影响

为了提高液冷冷板均温性能力,利用石墨烯导热率高的特点作为模拟热源的导热垫进行研究,对冷板换热能力进行了理论分析和数值仿真,并针对有无石墨烯导热垫进行了模拟热源测试。通过试验数据对比,得出石墨烯导热垫对液冷冷板均温性提升23.13%,为后续的T/R组件散热设计提供了理论支撑。

基于小通道形式的组件高效散热方法

针对传统单通道冷板无法满足Ga N类组件高热流密度散热需求的情况,基于传热学与宏观流体动力学范畴内的小通道流道形式,提出了一种介于微通道与单通道冷板之间的小通道冷板。通过建立小通道冷板传热模型,对该种形式冷板进行理论分析、仿真计算与试验。验证了小通道冷板的散热能力,表明小通道冷板能够有效地解决热流密度为10~70 W/cm2的组件散热问题,显著提高了组件散热能力。

镓基液态金属冷却介质相容性研究

针对相控阵雷达常规液态冷却介质导热率不足的问题,提出了将镓基液态金属应用于相控阵雷达散热系统的思路。阐述了镓基液态金属的物理性质、材料相容性、表面防护等方面内容。经过材料相容性与腐蚀进度试验,明确了不锈钢材料与纯铜材料对镓基液态金属具备较好的材料相容性,铝合金材料与镓基液态金属共用时表面需做特殊处理。

镓基液态金属Ga_(80)In_(20)在雷达冷板散热中的数值模拟研究

雷达微波T/R组件集成度的提高要求组件冷板具备更优的散热能力。本文提出一种基于高导热率镓基液态金属Ga_(80)In_(20)的组件冷板高效散热数值模拟方法,通过建立T/R组件冷板散热设计模型,研究了镓基液态金属Ga_(80)In_(20)作为冷板对流换热冷却介质的光滑流道与小通道两种形式冷板的高效均温、高效换热技术和数值设计等建模方法,结果表明,与采用65号航空冷却液介质的对流换热冷方法相比,采用本文方法和技术的换热和均温等效率显著提升,可实现对光滑流道冷板的热源温升降低43.9%~47.6%,结合小通道散热形式,可进一步将热源温升降低至49.1%~51.6%。