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阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
阿丽亚娜-5 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，用于地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业电信卫星的质量将继续增长。阿丽亚娜-5 的目标容量为 5.97 吨，GTO 将不再能够容纳每次发射两颗卫星，这对盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的 ESA 部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量增加到 7.4 吨，目前预计将于 2002 年投入使用。大部分改进（800 公斤）来自将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉部 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力增加到 1350 kN。最后一个元素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量提高到 170 吨。将助推器外壳焊接在一起而不是用螺栓连接在一起可节省 2 吨，并允许顶部部分多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载机可增加 380 公斤的容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
![arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日](/simg/3\31b559ea7e16b975d42434e32673aee842b0ea1f.webp)
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年中，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使超级计算能力有望提升，LES 在设计中的应用仍受到高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也发生了其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。燃烧室的数字化有助于实现后者，它允许从一系列设备上的大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。本文回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年中，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使超级计算能力有望提升，LES 在设计中的应用仍受到高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也发生了其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。燃烧室的数字化有助于实现后者，它允许从一系列设备上的大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。本文回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年里，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使预计超级计算能力会有所提高，LES 在设计中的使用仍受到其高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也在发生其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。后者的探索得益于燃烧室的数字化，它允许通过一系列设备从大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 通过利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。在本文中，我们回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
用于立方体卫星的微型过氧化氢/ABS 混合推进系统
空间动力学实验室正在为 SmallSats 开发一种原型“绿色”混合原型推进系统。该系统基于犹他州立大学专利的高性能绿色混合推进 (HPGHP) 技术。HPGHP 利用 3D 打印丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 独特的介电击穿特性，允许重新启动、停止和重新点火。HPGHP 使用气态氧 (GOX) 作为氧化剂时工作最可靠，但当用高测试过氧化氢 (HTP) 代替时，会出现点火可靠性和延迟问题。这一缺陷是由于 HTP 的高分解能垒造成的。测试表明，氧化铝上的铂等贵金属催化剂可有效分解 90% 的单推进剂形式的 HTP，但分解释放的能量不足以可靠地点燃混合火箭。本研究报告了一种用于混合火箭的非催化热点火方法。使用气态氧预引线引发燃烧，一旦发生完全 GOX 点火，HTP 就会被引入热燃烧室。GOX/ABS 燃烧产生的残余能量会热分解 HTP 流，而游离氧可实现完全 HTP 混合燃烧。本文介绍了使用 90% HTP 和丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为燃料的 0.5、1.0 和 5 N 推力水平的原型系统的设计选项和测试结果。
内燃机
第四学年 内燃机 内燃机是通过运动将热燃料能量转化为能量的机器。它以扭矩的形式从曲轴获取能量。内燃机用于汽车、铁路、航空和水运。 1. 根据其活动原理，发动机分为三类： a) 活塞发动机 - 具有往复式活塞运动。 - 活塞做圆形运动（汪克尔发动机） b) 涡轮发动机 = 叶片机 c) 火箭发动机 2. 有三种方式将热能传递到内燃机中： a) 在发动机工作舱中燃烧燃料混合物和空气 b) 在涡轮室内燃烧 c) 将热量从燃烧室传递到加热器（斯特林发动机） 3. 根据燃料状态，发动机进一步分为： a) 气体 - 燃料为气体（甲烷、丙烷-丁烷、天然气） b) 液体 - 汽油、柴油 c) 各种燃料（汽油-气体） 4. 根据燃料点火方式，发动机分为： a) 火花点火 - 当压缩冲程位于上止点前方时，混合气由电火花点燃 b) 压燃 - 混合气由当混合气在上止点前方被压缩时产生的热量燃烧 5. 根据工作回路中的冲程数，发动机分为： a) 二冲程- 工作循环在曲轴旋转一圈时完成 b) 四冲程 - 工作循环在曲轴旋转两圈时完成
阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供
阿丽亚娜 5 号 - 欧洲航天局
阿丽亚娜-5E 显然，发送到地球静止轨道（阿丽亚娜的主要市场）的商业通信卫星的质量将会继续增长。阿丽亚娜-5 进入 GTO 的目标容量为 5.97 吨，将不再能够容纳每次发射两颗卫星，而这对于盈利至关重要。因此，1995 年 10 月在图卢兹举行的欧空局部长理事会批准了阿丽亚娜-5E（E=Evolution）计划，将双有效载荷 GTO 容量提高到 7.4 吨，预计 2002 年投入使用。大部分改进（800 千克）来自于将主发动机升级为 Vulcain-2 型号：通过加宽喉管 10%、增加燃烧室压力 10%、延长喷嘴和改变 LOX/LH 2 混合比，将推力提高到 1350 kN。最后一个要素要求将油箱舱壁降低 65 厘米，将推进剂质量增加到 170 吨。焊接助推器壳体而不是用螺栓将它们连接在一起可节省 2 吨重量，并允许在顶部段多装 2430 公斤推进剂，从而将 GTO 容量提高 300 公斤。VEB 的新复合结构可节省 160 公斤重量。用更轻的 Sylda-5 替换 Speltra 运载器可增加 380 公斤容量。燃烧期间的滚动控制将由推进器提供