【摘 要】
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本文主要通过地面实验研究大尺寸液桥的浮力-热毛细对流。实验仪器是为天宫2液桥空间实验设计的一套精确的实验样机系统：包括存储液体,建立液桥,加热及制冷系统,测温热电偶等
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本文主要通过地面实验研究大尺寸液桥的浮力-热毛细对流。实验仪器是为天宫2液桥空间实验设计的一套精确的实验样机系统：包括存储液体,建立液桥,加热及制冷系统,测温热电偶等。地面实验中温度控制和温度信号的采集部分利用外接仪表。温度数据直接导入计算机进行处理。实验液体采用2cSt硅油(Pr=28.571)及5cSt硅油(Pr=68.625),实验液桥的桥柱直径(?)=20mm,由于受重力的限制,实验建立了3mm-4.25mm范围内不同体积的矮桥。通过拉桥电机和与液缸相连的电机,严格控制液桥的体积和高度,研究了不同高径比和体积比的液桥起振,分析得出了液桥起振温差与高径比和体积比的关系曲线。同时,在液桥起振后继续增加温差的过程中,通过分析单点的温度振荡曲线,发现随着温差的增加,主频率近似以线性增加,其速率为6.1228mHz/K。不同高径比的液桥在转捩到混沌的过程中出现的频率是不同的,但是都符合Feigenbaumb倍周期转捩到混沌的途径。通过分析伸入液桥内部不同方位角的5个热电偶的温度信号,发现流场是同时起振的,不同的桥高和体积比有不同的振荡模式,并且流场的模式对温差很敏感,在温差变化的过程中可能会发生改变,初步探讨了热流体波的问题。最后,采用FLUENT模拟了定温差下高4mm体积比1.0液桥的流场温度振荡情况,与实验结果进行了对比分析。
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