高阶过模Denisov辐射器设计

应用几何光学理论分析了高阶过模Denisov辐射器的基本工作原理。以耦合波理论为基础,给出了高阶过模Denisov辐射器的设计方法。结合3mm波段边廊模回旋管的具体参数,研究了3mm波段工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。采用编制的数值计算程序,优化得到可靠的最优波导壁扰动几何参量,据此设计出了紧凑的96.4GHz工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。经全电磁场仿真验证,该辐射器壁电流发生了较好的汇聚,在切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%,输出准高斯束能量转换效率为96.51%。

3mm TE_(6,2)模Denisov辐射器设计

提出了可应用于3mm波段回旋管的TE6,2模式Denisov辐射器。以耦合波理论为基础,给出Denisov辐射器的设计方法。结合3mm波段边廊模回旋管的具体参数,采用编制的数值计算程序,优化得到该模式Denisov辐射器,辐射器全长52mm。全电磁场仿真表明,该辐射器切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%。由其组成的模式变换器,冷测结果好于Vlasov模式变换器。

96GHz边廊模Denisov辐射器

介绍了采用Denisov辐射器将96 GHz边廊模式信号转换为高斯波束的设计、仿真及测试结果.基于耦合波理论给出Denisov辐射器的设计方法.根据96 GHz TE_(6,2)模式Denisov准光模式转换器结构布局的要求,优化得到Denisov辐射器,输入半径6.4 mm,长52 mm,辐射器切割边缘电流幅值为汇聚中心点的10%,输出准高斯能量转换效率达96.51%.由其组成的准光模式转换器冷测输出高斯波束束腰直径22.4 mm,矢量转换效率大于95%.

蜂窝板预埋管路辐射器流动散热特性仿真

为解决传统数值方法对辐射器对流换热系数评估困难、流动散热性能预测精度不高的问题,明晰工况参数与重力对辐射器流动散热特性影响规律,指导辐射器轻量化设计与地面试验,构建辐射器导热-对流-辐射耦合传热等比仿真模型,评估其与经验公式对辐射器水动力及热特性预测可靠性,分析流量、入口温度、吸收外热流及重力对辐射器工作特性影响规律。结果表明:辐射器压降及散热功率模拟值与真空热试验数据最大相对误差为3 45%和2 86%,压降及换热系数经验公式预测值与仿真值最大相对误差为-10 15%和-33 18%;辐射器散热功率随流量与入口温度的增加而增大,吸收外热流增加会降低对流换热热流量,相较零重力,常重力水平状态辐射器散热功率提高2 86%。所建模型可准确预测辐射器工作特性;辐射器设计应在满足压降与出口温度指标要求时,提高流量与入口温度,地面试验辐射器应竖直放置。

航天器热控辐射器空间碎片防护设计及评估

针对航天器大面积热控辐射器流体管遭受空间碎片撞击概率高的特点,提出了采取热管辐射器和加强流体管路自身防护的改进措施。通过开展所在轨道的碎片环境分析和撞击风险评估,确定了流体管需要满足的防护要求。随后通过超高速撞击试验,获得了流体管路的临界直径,并在此基础上开展了热控辐射器流体管路的击穿风险失效评估。结果表明:航天器热控辐射器流体管路的非击穿概率(PNP)高于指标要求,保证了长寿命需求,设计方法可为其它热控辐射器碎片防护设计提供参考。

空间站流体回路/热管耦合式热辐射器性能研究

空间热辐射器担负着航天器内部多余热量向外太空排散的任务,是航天器热控系统的关键设备,尤其是载人航天器,辐射器需要满足长寿命、高可靠度、高稳定性的要求,目前已发射的载人航天器均采用流体回路辐射器。对中国空间站流体回路/热管耦合式辐射器进行试验研究,得出辐射器散热性能的变化规律。首先论述试验方案和试验过程,并给出试验结果数据;然后通过对试验数据分析,得出辐射器传热热阻,以及散热能力随流体回路参数及外热流参数的变化规律;最后基于试验数据,完善辐射器仿真分析模型,并与试验典型工况进行对比分析,实现仿真模型与试验数据的良好吻合,仿真模型可用于辐射器在轨工作性能预示分析。实验分析结果对航天器空间辐射器设计具有一定的参考意义,可为航天器整舱热平衡试验方案及辐射器在轨工作状态设置提供数据支持。

高效热光伏发电系统新型窄带超材料辐射器数值研究

肖克利-奎伊瑟(SQ)极限为常规半导体光伏器件的效率设置了上限。热光伏系统(由热源、光谱选择性辐射器和低禁带光伏电池组成)可以作为一种替代方案,以突破这一理论效率的限制。为提高热光伏系统的发电效率,基于超材料设计了一个多层十字架结构的辐射器,对其几何尺寸优化后,该辐射器展示出良好的窄带发射光谱。这既减少了光伏电池禁带以下的低能光子损失,又避免了高能光子被吸收后加剧晶格振动而造成热损失。将该辐射器用于热光伏系统可以实现与禁带能量为0.6 eV的In0.69Ga0.31As电池完美匹配。通过对该辐射器与光伏电池联用系统的详细理论计算得到:在1117℃下可以实现发电效率突破SQ极限(41%);并且随着辐射器温度升高,发电效率会进一步提高,在2000 K时电池输出效率高达46.75%;此外,该窄带辐射器在0°~60°内具有良好的角度不敏感性以及极化不敏感性。

基于缝隙辐射器的腔内四分区定向加热研究

分区定向加热能够实现腔内任意方向的定向加热控制,且可以加热多种食材。本文设计一种耐高温、功率容量大的缝隙辐射器,并根据该缝隙辐射器设计了一个腔内四分区分时定向加热系统。首先设计了一种耐高温、便于生产加工的缝隙辐射器,利用其组成辐射器阵列,并根据波的叠加原理推导出每个辐射器的相位,以实现腔体中的分区指向,从而达到腔内四分区分时定向加热的目的;随后通过耦合电磁场和热传递方程建立了微波加热的多物理场模型,分析了在腔内的微波定向性能,最后搭建实验系统,利用温度计测量实验结果,以验证腔内四分区分时定向加热的效果。

中药联合体表温热辐射器治疗原发性痛经寒凝血瘀型临床观察

目的:观察中药联合体表温热辐射器治疗寒凝血瘀型原发性痛经的临床疗效。方法:80例随机分为两组各40例。观察组予中药联合体表温热辐射器治疗,对照组单用中药治疗,治疗3个月经周期,观察两组治疗前后临床疗效、中医证候积分、NRS疼痛程度评分、复发率。结果:观察组总有效率高于对照组(P<0.05),观察组中医证候积分、NRS评分低于对照组(P<0.05),观察组复发率低于对照组(P<0.05)。结论:中药联合体表温热辐射器治疗原发性痛经寒凝血瘀型疗效较好。

基于圆弧阵的多极子声波测井辐射器

设计了一种具有复合功能的环形结构的多极子声波测井辐射器。基本方法是由多个作弯曲振动的压电振子构成了圆弧阵辐射器,通过改变圆弧阵上压电振子的组合方式和振动相位,使该圆弧阵成为单极子源、偶极子源和四极子声源。在实验室的消声水池内对多极子声波测井辐射器的单极子、偶极子和四极子声源的频率特征和指向性等参数进行了测量。实验结果表明,在不同组合和激励条件下,圆弧阵具有声波测井的单极子、偶极子和四极子声源的辐射特征。采用该声波辐射器可以缩短多极子声波测井仪器的长度、简化多极子声波测井波形处理步骤和提高声波测井质量。

水冷式微波偶极子辐射器在生物介质中的温度分布研究

偶极子辐射天线在生物介质中近场辐射及温度特性对腔道微波热疗有重要实用意义。本文在腔内水冷式微波偶极子辐射器近场辐射模型和比吸收率计算工作基础上［１］，求解相应的生物介质热传导方程，得到了水冷式腔道辐射器在生物介质中的温度分布。计算表明，水冷可改善热区温度分布，主要使径向最高温度点由无水冷时贴近辐射器壁向组织深部迁移（本文示例达６ｍｍ以远）；径向治疗深度比无水冷时向组织内部延伸；相应的治疗体积则比无水冷时增加（约３９％）。若采取先用小功率、无水冷加热，后用大功率、有循环水冷的二步加热程序，则总有效治疗体积可比完全无水冷时扩大１．２４倍。本文计算结果与相应的等效肌肉体模实验及热疗临床经验相符，为腔道水冷式微波辐射器的研制设计和临床应用提供了参考依据。

TOPAZ-Ⅱ空间电源系统辐射器改进研究

针对前苏联TOPAZ-Ⅱ反应堆系统所采用回路式辐射器存在单点失效的问题,采用热管式辐射器对其进行改进以提高系统安全性。根据系统废热排出的要求及冷却剂工作温度,选取高温钾热管,对结构材料及相关参数进行了设计,同时设计了辐射器的结构、热管的布置方式及铜翅片的参数。热管中心蒸汽区通过一维流动方程进行了求解,采用有限元方法分析了热管管壁与吸液芯结构的导热,采用有限差分法对翅片的辐射导热进行了计算。对热管与翅片组成的辐射单元与集流环进行了耦合计算,得出了辐射器设计工况下的稳态结果,对其进行了分析并与回路式辐射器进行了相应比较。计算结果表明,所设计热管式辐射器满足TOPAZ-Ⅱ正常运行情况下的废热排出要求,并具有较多裕度,同时热管式辐射器的安全性与等温性也优于回路式辐射器。

平面辐射器截断参量源的辐射声场:模型与实验

提出了一种计算以圆形平面活塞辐射器作发射源的声截断参量阵辐射声场的理论模型。即把由声低通滤波器截断的高频原波参量作用区在活塞辐射器的瑞利距离之内可以看作圆柱型的空间分布源。当活塞辐射器半径与参量作用区的长度相比小得多时。这种截断参量源模型可以退化到 Ｂｅｒｋｔａｙ的线源端射阵模型（Ｅｎｄ－Ｆｉｒｅ Ｌｉｎｅ Ａｒｒａｙ）。数值计算与实验的对比表明，按此模型计算得到的参量源辐射声场，尤其是在近轴附近与实验测量符合较好。

国外新型热管式空间辐射器研究进展

热管式空间辐射器(HPR)具有良好的传热及抗碎片撞击性能,是最有应用前景的空间辐射器之一。文章对国外(主要是美国)热管辐射器研究进行了调研,重点介绍了单槽道热管辐射器、轻质可控热管辐射器、高温热管辐射器以及用于卫星精密热控的热二极管辐射器等4种新型热管辐射器的研究现状,包括研究机构、目的、研究的主要方法及成果等,并简要论述了新型热管辐射器后续的发展趋势。对我国热管辐射器的设计具有一定的借鉴意义。

基于多孔介质燃烧的端部辐射器的实验研究

设计了基于多孔介质燃烧技术的端部辐射器,研究不同预混气体流速(功率)下当量比对燃烧器燃烧稳定性、多孔介质内部温度、辐射器表面温度及其均匀性、污染物排放、辐射效率等特性的影响.结果表明,燃烧器辐射表面的温度均匀性较好,最大相对温差小于3%;多孔介质燃烧器可实现最低当量比0.33的稳定可持续燃烧;小功率燃烧时,多孔介质内部温度及端部辐射表面温度都随当量比增大而增加,且流量越大增加程度越大,可据此提出实现更高辐射表面温度的方案.实验工况范围内,最大辐射效率达23%;NOx排放体积分数低于25×10-6.在当量比大于0.45时,CO排放体积分数均低于10×10-6.

美国用于空间站辐射器中的热控涂层

综述了六种美国可用于空间站辐射器中的热控涂层。从涂层的性能、价格、质量以及成熟性研究 ,对这六种热控涂层进行了评价。结果表明 ,Z— 93型热控涂层最适合用于空间站的辐射器中 ,镀银F— 4

相控线阵声波辐射器在声波测井中应用的可行性分析

In this paper, both characteristics and feasibility of linear phased array in acoustic well-logging are investigated by using FEM simulation. Numerical results show that if appropriate delay times of sources are exerted on elements of phased array, direction of acoustic beam radiated from the phased array can be steered so that the refracted compressional wave and the refracted shear wave can be excited effectively. Moreover, if lower frequency or weighted phased linear array is employed, main lobe of the phased array can be widened so that the refracted compressional wave can be estimulated sufficiently both in hard formation and in soft formation. Therefore, linear phased array can be used to improve quality of well-logging data and enhance both signal-to-noise ratio and exploring capacity of acoustic well-logging radically.

肋片参数对辐射器散热性能的影响研究

采用蒙特卡罗法计算等截面圆管直肋式辐射器的肋片和外管壁相互间的辐射换热,数值模拟了第一类换热边界条件下散热器的散热过程。分析了辐射器的肋片数、肋片高度、肋片厚度及管壁温度对肋片散热性能的影响。结果发现,在肋片质量一定的条件下肋片数及肋片高度均存在一优值,在该值附近肋片的散热效率最高,且该值受管壁温度的影响,温度越高该值越小;在肋片外形不变的条件下,增加肋片的厚度来提高辐射器的散热性能并不是经济的途径;肋片的散热效率随管壁温度的升高而减小,壁温较高时安装肋片的必要性降低。

光伏热泵强化空间辐射器排热的理论分析

提出了一种可用于强化空间辐射器排热的新概念———光伏热泵技术,对影响热泵排热系统质量的几个敏感参数,如:辐射器工作温度和比重,光伏电源系统比重,空间等效热沉温度以及蒸发器集热温度等进行了分析,得到了不同参数值所对应的热泵系统最优重量和最优排热温度。分析表明,利用热泵能达到强化空间辐射器排热能力和降低热控系统质量的目的,显示了热泵在未来空间应用中的巨大潜力。

与流体回路耦合的空间辐射器流动/传热分析

流体回路作为一种主动热控技术,在载人航天器及空间站上发挥着重要的作用。作为航天器的对外散热界面,辐射器与流体回路之间往往存在直接热耦合关系。在进行简单理论分析的基础上,针对载人飞船的圆筒形辐射器,实现了流体回路与辐射器流动/传热及外热流计算的集成分析,反映了典型工况条件下辐射器的温度水平及外热流对流体回路流量分配和控温过程的影响。