摘要：The ground-based experimental tests are crucial to verify the related technologies of the drag-free *** work presents a design method of the ground simulator testbed for emulating the planar dynamics of the space drag-free *** this paper,the planar dynamic characteristics of the drag-free satellite with double test masses are analyzed and nondimensionalized.A simulator vehicle composed of an air bearing testbed and two inverted pendulums is devised on the basic of equivalent mass and equivalent stiffness proposed firstly in this *** the dynamic model of the simulator equivalent to the sensitive axis motion of the test mass and the planar motion of the satellite is derived from the Euler-Lagrange ***,the dynamic equivalence conditions between the space prototype system and the ground model system are derived from Pi *** satisfy these conditions,the scaling laws of two systems and requirements for the inverted pendulum are put ***,the corresponding control scaling laws and a closed-loop control strategy are deduced and applied to establishing the numerical simulation experiments of underactuated ***,the comparative simulation results demonstrate the similarity of dynamical behavior between the scaled-down ground model and the space *** a result,the rationality and effectiveness of the design method are proved,facilitating the ground simulation of future gravitational wave detection satellites.

摘要：设计了一种适用于拍摄大视角动态全息图的光路，用精心选模的高性能调ＱＮｄ：ＹＡＧ倍频脉冲激光器拍摄了几种动态三维流场的双曝光全息图．在用层析法对双高斯函数的温度场作了模拟验证性计算的基础上，给出了双芯乙醇灯温度场的两个横截面上温度分布的重建结果．

摘要：空间探索计划的需求对空间流体管理技术提出了新的挑战。流体管理设备的内角是主要的流体传输'管道',因此研究微重力下容器内角处的毛细驱动流具有重要的意义。由于设计和制造等原因,完美的尖角并不常见,而是带有一定圆角过渡的内角。笔者设计不同的带有圆形过渡内角的容器,选用10cSt硅油为实验流体介质,通过一系列的落塔实验,研究了容器内角处不同的圆角半径对毛细驱动流的影响,并分析得到了有价值的实验规律。

摘要：研究了矩形液池中由于两端温差引起的热毛细对流的温度振荡临界条件.在实验室中,设计了一个高分辨率的温度测量系统,用于实时观测并记录流体的温度.该系统主要由热电偶温度传感器、纳伏表和数据采集电脑3部分组成.得到了各种实验条件下温度振荡的临界条件,并且讨论了它与Prandtl数和Bond数之间的关系.利用flow3d软件数值模拟了微重力条件下的热毛细对流,发现了一种由于自由面变形和液层流场相互作用导致的晃荡的现象.

摘要：以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV) 的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出了互相关法是提高粒子图像测速技术精度的有效方法的结论,因此跨帧技术是PIV

摘要：容器内角广泛应用于空间流体管理,研究微重力环境下容器内角处液体界面行为对空间流体管理具有重要意义.由于设计和制造等原因,理想的尖内角结构无法实现,而是带有一定圆角过渡的内角.本文对液滴在圆角过渡内角处的毛细界面行为进行了理论分析和数值模拟,并与理想尖内角处的液滴毛细界面行为进行对比,得到定性和定量的新规律.与理想尖内角不同的是,液滴的毛细界面行为不仅与接触角和内角的角度有关,还与圆内角的圆角半径和液滴体积有关.

摘要：板式推进剂贮箱的排空性能决定了推进剂的利用率,同时排空过程推进剂质心的变化会影响贮箱乃至卫星质心的稳定,因而是值得关注的.文章提出了一种球形全管理板式贮箱的设计,包含4片导流板、4片小蓄液片和一个中心柱.在中国空间站上开展了贮箱模型的流体输运和排空实验,并建立贮箱的非结构网格模型,开展匹配空间站排空实验的仿真分析,通过实验和仿真的液体流动速度对比验证了网格模型和仿真方法的准确性.基于该网格模型,开展微重力下排空过程仿真、微重力下稳态气泡形貌仿真和机动加速度下排空过程仿真,展现了气泡形貌受板式结构尤其是中心柱的影响在单侧气泡和环形气泡间的转变,发现在排空过程中推进剂质心的跳变,揭示微重力下贮箱形成环形气泡的条件,机动加速度下的排空仿真显示该贮箱模型排空率高达99.95%,验证了该型流体管理装置的排空性能.文章的实验和仿真研究验证该型板式贮箱具有良好的流体管理性能,对于含有中心柱的全管理板式贮箱的流体界面与气液分离性能研究也具有重要的借鉴价值,这些成果和发现对空间流体管理、板式贮箱设计和卫星姿轨控策略的制定具有重要参考意义.

摘要：通过密度匹配方法地面模拟微重力环境,以豆油和硅油作为实验系统母液和液滴,研究非均匀温度场中液滴热毛细迁移行为.用马赫-泽德干涉仪测量实验系统背景温度场.用阴影法观测液滴热毛细迁移.单液滴实验中,得到与YGB理论预测趋势相一致的结果;双滴实验中,观察到小液滴超越大液滴现象;实验表明液滴迁移过程中液体的黏性系数起重要作用,小液滴超越大液滴过程中,两液滴水平位移都出现明显偏移,且大液滴横向位移更显著.创新性的设计了三相多液滴热毛细迁移实验,为实际工业生产中多相分离问题提供科学研究基础.

摘要：空间引力波探测任务需要具有亚微牛级推力分辨率和推力噪声的微推力器来实现卫星平台高精度无拖曳控制任务,为了在地面对所需微推力器的推力进行标定,设计并研制了一套基于扭摆的亚微牛级推力测量系统。该系统选用高精度、高分辨率电容式位移传感器作为扭摆角位移传感装置,利用高精度电子天平对静电梳进行标定,再利用该静电梳标定扭摆,得到推力与角位移的关系。此外,研究了高精度弱力标定技术和亚微牛级微推力在线测量技术,分析了测量误差来源以及控制方案,最后利用静电梳产生标准弱力测量扭摆推力分辨能力和范围等。实验结果表明:该系统可测推力范围为0~400μN,分辨率达到0.1μN,背景噪声功率谱密度优于0.1μN/√Hz(10 mHz^1 Hz),满足空间引力波探测在10 mHz^1 Hz频段推力测量需求。

摘要：全息粒子图像测速技术(HPIV) 为一种对流体容积( 三维空间) 进行瞬时三维( u ,v ,w) 速度场测量的技术.本项研究采用了双YAG 脉冲激光器二次曝光、漫射照明、参考光对称布置全息术记录三维空间的粒子三维位移场,再现粒子空间场又采用了体视粒子图像测速技术分别截取各切面上的粒子三维位移场,其中由于采用了不同方向的参考光分别再现不同曝光时刻的粒子图像,可以用互相关技术,实行位移方向的自动判别.本项技术用于立方体对角水流中的三维旋涡流动的瞬态三维速度场的初步测量.