水升华器升华模式理论分析与数值仿真

• 作者: 廖俊元 杨春信 杨涵
• 来源期刊: 载人航天
• 关键词: 水升华器 升华模式 数值仿真 量纲分析 焓-多孔模型
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 航天员生命保障技术专题|ASTRONAUT LIFE SUPPORT TECHNOLOGY
• 页码范围: 290-297
• 页数: 8页
• 分类号: V19
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-5825.2021.03.004

摘要

针对水升华器在实际航天工程应用中的工作特性,以升华模式下的水升华器为研究对象,应用一维稳态导热、自由分子流动等理论模型,对水升华器内部热质平衡进行分析,得到了升华模式下的冰层厚度、升华温度等理论计算结果,并推导得到升华模式最大热载荷的无量纲特性曲线.利用商用软件ANSYS Fluent进行数值仿真,基于焓-多孔模型描述了水在水升华器给水腔内的结冰过程,求解了不同孔度、孔径等设计参数下水升华器的工作特性,将仿真结果与理论计算对比,发现两者具有较好的一致性.建立的无量纲特性曲线和数值算法对预测不同设计工况下水升华器升华模式的工作特性具有指导意义.