载人航天器乘员舱空气龄分布数值仿真及试验研究.pdf

《载人航天器乘员舱空气龄分布数值仿真及试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、V01．23No．2航天器工程第23卷第2期!!墨里垒堡垦堡堡垒!!兰堕鱼!堕垦垦垦!盟鱼!!!!生!旦载人航天器乘员舱空气龄分布数值仿真及试验研究苏新明1王晶1’2李西园1张春莹1裴一飞1郄殿福1，2(1北京卫星环境工程研究所，北京100094)(2北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室，北京100094)摘要引入空气龄指标作为载人航天器舱内空气质量新的评价标准。通过空气龄分布研究，能够找出舱内新鲜空气供给较差的位置。建立了载人航天器乘员舱仿真模型，利用FLUENT软件UDS方程求解了舱内空气龄分布。采用示踪气体下降法

2、对仿真结果中空气龄数值较高的位置进行了空气龄试验，测试结果与仿真结果吻合良好。文章的研究结果有助于指导未来我国空间站乘员舱通风系统的设计。关键词载人航天器；空气龄；数值仿真；示踪气体下降法中图分类号：V444．3文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．02．013NumericalSimulationandTestStudyonAirAgeDistributionforMannedSpacecraftCrewCabinSUXinmin91WANGJin91·2LIXiyuanlZHANGChu

3、nyin91PEIYifeilQIEDianful'2(1BeijingInstituteofSpacecraftEnvironmentEngineering，Beijing100094，China)(2ScienceandTechnologyonReliabilityandEnvironmentalEngineeringLaboratory，BeijingInstituteofSpacecraftEnvironmentEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Airagecouldbeused

4、asanewevaluationstandardforairqualityinmannedspacecraftcabin．Thestudyoftheairagedistributioncanhelptolocatethespotswherefreshairispoorlysupplied．Inthispaper，asimulatingmodelofthemannedspacecraftcrewcabinisestablished，andthedistributionoftheairageinthecabinisobtainedbyus

5、ingFLUENTsoftwarewiththehelpofUDS(user—definedscalar)transportequations．Then，thevalidationtest，usingthetracerdecaymethod，isperformedatthespotswheretheairagevaluefoundinthesimulationresultsishigh．Goodagreementhasachievedbetweenthetestdataandsimulationdata．Thisstudycangui

6、dethedesignoftheventilationsysteminthecrewcabinforfutureChineseSpaceStationprogram．Keywords：mannedspacecraft；airage；numericalsimulation；tracerdecaymethodl引言载人航天器乘员舱为航天员提供了生活和休息的空间，由于长期在轨的要求，为了保证航天员能够正常活动，通风系统要在乘员舱内提供均匀的流场分布，并通过空气净化系统不断补充新鲜空气。以往对舱内通风系统的评价指标只有风速分布，但风收稿日期：

7、2014—01—26；修回日期：2014—02—24基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：苏新明，男，硕士研究生，工程师，从事航天器热试验技术研究。Email：xmsu85@163．corn。第2期苏新明等：载人航天器乘员舱空气龄分布数值仿真及试验研究81速大小并不能反映出舱内新鲜空气的供给情况，因此有必要对新鲜空气在舱内的分布情况开展研究，找出新鲜空气供给较差的位置，对于评价和改善舱内通风系统有重要作用。国外对于载人航天器乘员舱通风系统已经开展了较多评价工作，尤其在试验验证方面，如“国际空间站”(ISS)美国舱曾在马歇尔航天中心进

8、行了空气流动试验，通过该试验考核了美国舱内气体流动特性以及空气品质情况[1]。ISS日本实验舱压力密封舱(PM)同样进行了通风试验，对舱内空气流速进行了分析验证[2]。另外比较典型的是欧洲哥伦布(Columbus)号实验