月壤取芯钻具钻取过程热特性仿真

摘要

本文以人类了解最为详尽的月球热环境为背景，以前苏联Luna24探测器取芯钻具作为参考，分析了取芯钻具所处热环境及相应的热边界条件。同时，采用等效热容法对复杂的螺纹钻杆模型进行了合理简化，在保证关键几何尺寸不变的条件下，计算得到等效空心圆管的其他对应尺寸。为了验证简化模型方案的可行性，本文对原模型和等效空心圆管模型施加相同的边界条件，比较二者内表面轴向及周向的温度分布和温度梯度分布，同时分析了螺纹钻杆温度梯度波动的原因，为今后其他星体的钻探取样提供借鉴。