基于电磁效应的电磁流体环仿真分析

针对卫星姿态调控中飞轮轴承易磨损和电机输出特性限制等弊端,提出基于电磁效应的电磁流体环的解决方案。综合分析了常见的常温液态金属物理化学性质,对各种液态金属进行综合分析比较最终选择了镓作为电磁流体环中的液态金属流体,结合有限元软件仿真分析了流体环中的电磁场分布,流场分布和液体流动瞬态变化过程,根据仿真结果计算了电磁流体环静态启动后角动量大小以及扭矩大小随时间变化情况并对结果进行分析总结,为卫星姿态调节实现提供了新思路。

基于电磁效应的球壳型磁流体仿真分析

针对卫星姿态调控中飞轮轴承易磨损、动量利用率低等缺陷,提出了一种球壳型磁流体实现卫星三轴调姿的新方法。仿真分析采用耦合方法,通过求解交变电磁场方程与流体控制方程,数值研究了球壳中的电磁场分布、流场分布及电磁场作用下电磁驱动器电流强度和频率对液态金属流动的影响,预测了磁流体姿态控制器静态启动后的角动量大小和输出扭矩。结果表明,球壳型磁流体姿态控制器具有良好的姿态控制能力,为卫星姿态控制提供了新的思路。