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Thermal management of space stations

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Chinese Science Bulletin 2001年第23期46卷 2019-2024页

作者： zengyuan guo xingang liang Xinrong Zhang Tsing Hua Univ Dept Engn Mech Beijing 100084 Peoples R China

Thermal management aims at making full use of energy resources available in the space station to reduce energy consumption, waste heat rejection and the weight of the station. It is an extension of the thermal control. This discussion introduces the concept and development of thermal management, presents the aspects of thermal management and further extends its application to subsystems of the space station.

关键词： space station thermal management thermal control environmental control and life support system.

Molecular dynamics study on thermal conductivity of nano-scale thin films

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Chinese Science Bulletin 2001年第7期46卷 604-607页

作者： Xiaoli Feng Zhixin Li xingang liang zengyuan guo Tsing Hua Univ Dept Engn Mech Beijing 100084 Peoples R China

A simple and effective model of heat conduction across thin films is set up and molecular dynamics simulations are implemented to explore the thermal conductivity of nanoscale thin dielectric films in the direction perpendicular to the film plane. Solid argon is selected as the model system due to its reliable experimental data and potential function. Size effects of the thermal conductivity across thin films are found by computer simulations: in a film thickness range of 2-10 nm, the conductivity values are remarkably lower than the corresponding bulk experimental data and increase as the thickness increases. The consistency between the approximate solution of the phonon Boltzmann transport equation and the simulation results ascribes the thermal conductivity size effect to the phonon scattering at film boundaries.

关键词： thermal conductivity nanoscale thin film size effect molecular dynamics.

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载人航天器环控生保系统热网络质量的优化

清华大学学报（自然科学版） 2000年第4期40卷 47-50页

作者：张信荣任建勋梁新刚过增元清华大学工程力学系北京100084

为减小载人航天器中环控生保系统质量 ,利用网络分析原理 ,系统地研究了由气、液流体回路所构成流动和热网络的质量组成特性。建立此网络流动、传热及质量计算的物理模型和数学模型 ,以其中辐射散热器表面平均温度为优化搜寻决策变量 ,... 详细信息

为减小载人航天器中环控生保系统质量 ,利用网络分析原理 ,系统地研究了由气、液流体回路所构成流动和热网络的质量组成特性。建立此网络流动、传热及质量计算的物理模型和数学模型 ,以其中辐射散热器表面平均温度为优化搜寻决策变量 ,优化计算网络系统质量。对系统质量的一些影响因素分析结果表明 ,以辐射散热器表面平均温度为决策变量优化计算网络系统质量的方法可以大大减小系统的质量 ;流动和热网络系统中存在最佳管径和最佳的热组件布局方式 ,对应系统质量最小。研究表明 ,全面考虑各因素与网络系统质量之间的密切联系 ,求得最佳值后。

关键词：航天器环控生保系统热网络优化

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方腔内混合对流换热的数值研究与模型实验

清华大学学报（自然科学版） 1998年第8期38卷 60-63页

作者：刘云龙任建勋梁新刚过增元清华大学工程力学系

为研究方腔内混合对流向受迫对流过渡的临界参数，通过数值模拟和模型实验，得到了不同工况下的流场、温度场，并将数值结果与实验结果进行了对比，通过一系列的数值计算，取得了均匀通风方式时混合对流处于受迫对流占优状态、自然对流... 详细信息

为研究方腔内混合对流向受迫对流过渡的临界参数，通过数值模拟和模型实验，得到了不同工况下的流场、温度场，并将数值结果与实验结果进行了对比，通过一系列的数值计算，取得了均匀通风方式时混合对流处于受迫对流占优状态、自然对流受到抑制时的特征参数，指出描述方腔内混合对流的特征参数Ｇｒ／Ｒｅｎ中的ｎ不等于２，并发现当自然对流引起的旋涡消失时，自然对流对换热仍有一定的影响。

关键词：混合对流对流辐射耦合换热方腔数值方法

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方腔斜进风对流换热分叉现象的数值研究

清华大学学报（自然科学版） 2000年第12期40卷 102-105页

作者：吴群刚梁新刚陈泽敬任建勋过增元清华大学工程力学系北京100084

数值模拟了二维方腔两顶角狭缝集中斜进风、两底角狭缝集中出风通风方式下的流动与换热。研究表明 :即使是具有对称结构的开口系统 ,其稳定的流型也可能是不对称的 ;斜进风通风方式在进风角度小于一定值时流动存在静态分叉 ,即随计算初... 详细信息

数值模拟了二维方腔两顶角狭缝集中斜进风、两底角狭缝集中出风通风方式下的流动与换热。研究表明 :即使是具有对称结构的开口系统 ,其稳定的流型也可能是不对称的 ;斜进风通风方式在进风角度小于一定值时流动存在静态分叉 ,即随计算初场的不同会得到不同的解 ;这种不对称的流动仍具有较好的流场、温度场分布均匀性以及较高的换热能力 ;在工程上对斜进风进行研究时 ,必须用全场分析的方法 ;数值计算结果与可视化实验的结果得到了较好吻合。

关键词：开口系统静态分叉对流换热数值计算方腔斜进风换热能力通风方式

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抑制自然对流的可视化实验研究

清华大学学报（自然科学版） 1998年第8期38卷 57-59页

作者：任建勋梁新刚陈泽敬刘云龙过增元胡桅林清华大学工程力学系

为了验证抑制自然对流的努谢尔数保持技术的正确性，发展了一种大空间气流流场的可视化技术。采用蚊香燃烟示踪气流，激光片光源照亮烟气固体微粒，以显示在不同尺寸模型中不同Ｒｅ数和Ｇｒ数下的流场特征。较好地解决了大面积的恒热流... 详细信息

为了验证抑制自然对流的努谢尔数保持技术的正确性，发展了一种大空间气流流场的可视化技术。采用蚊香燃烟示踪气流，激光片光源照亮烟气固体微粒，以显示在不同尺寸模型中不同Ｒｅ数和Ｇｒ数下的流场特征。较好地解决了大面积的恒热流加热的实验技术问题，同时在实现均匀来流、减小烟气扩散等方面也作出了探索；实验获得了十分清晰的模型中的流场可视化照片。两种热缩比模型中的流场的观察结果表明，合理地采用适当尺寸的缩小模型，确实可以在地面消除重力对流动与换热的影响。

关键词：微重力环境模拟流场可视化自然对流空间站

长江中游砂山沉积物磁组构特征及其指示的古风场

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地球物理学报 2009年第1期52卷 150-156页

作者：张玉芬李长安陈亮康春国胡思辉霍炬严玲琴程旭中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室武汉430074 中国地质大学地球科学学院武汉430074

本文通过对新发现的江西九江新港砂山剖面沉积物磁化率各向异性测量和磁化率椭球体主轴的统计分析,揭示了该风成砂剖面磁组构参数在不同层位的变化特征,获得了古风向特征及其演变规律.（1）整个时期内该区的主导风向为NW-SE和NNW-SSE向... 详细信息

本文通过对新发现的江西九江新港砂山剖面沉积物磁化率各向异性测量和磁化率椭球体主轴的统计分析,揭示了该风成砂剖面磁组构参数在不同层位的变化特征,获得了古风向特征及其演变规律.（1）整个时期内该区的主导风向为NW-SE和NNW-SSE向,但在不同时期风向和风力强度又有所不同,变化最为剧烈的时期是砂2层,风向发生了根本性的改变,由原来的NW-SE为主,变为NE-SW向为主,且该阶段沉积环境相对比较稳定;（2）砂2、砂5、砂6层具有较大P、F、L和较小的q值,说明在其形成时气候最为寒冷,冬季风的风力最强、风速比较稳定,这与野外观察到的在这几层中大型板状斜层理发育,砂层粒度较粗,黏土含量较少的结果一致;（3）晚更新世末期长江中游的风成沙丘广泛发育,表明该时段是长江中下游地区气候最干冷、风力作用最强的时期,有着与北方沙漠—黄土区相类似的气候环境;（4）研究表明,AMS主轴的等面积赤平投影法和玫瑰花图,可以用来分析古风向的变化规律,是一种简易有效的方法.

关键词：长江中游新港风成砂剖面磁组构特征古风向

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中国空间地球科学发展现状及未来策略

空间科学学报 2021年第1期41卷 95-117页

作者：施建成郭华东董晓龙梁顺林陈镜明宫鹏杨晓峰程洁林明森张鹏张伟居为民刘毅李增元赵天杰中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 马里兰大学地理科学系马里兰20742 福建师范大学地理科学学院福州350007 清华大学地球系统科学系北京100084 北京师范大学地理科学学部北京100875 国家卫星海洋应用中心北京100081 国家卫星气象中心北京100081 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 中国科学院大气物理研究所北京100029 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

空间地球科学是以空间对地观测为主要信息获取手段,研究地球系统的各圈层及之间的相互作用、过程与演变,对地球进行系统研究的综合性交叉学科.为纪念空间科学学会成立40周年,本文系统回顾了中国空间地球科学的发展历程,分析当前面临的... 详细信息

空间地球科学是以空间对地观测为主要信息获取手段,研究地球系统的各圈层及之间的相互作用、过程与演变,对地球进行系统研究的综合性交叉学科.为纪念空间科学学会成立40周年,本文系统回顾了中国空间地球科学的发展历程,分析当前面临的机遇与挑战,进而提出中国空间地球科学未来发展的建议.

关键词：空间地球科学空间对地观测气候变化水循环碳循环辐射平衡人类活动