微重力下贮箱中的液体推进剂的旋转状况

摘要

本文研究了在微重力环境条件下,卫星液体推进剂旋转运动的流体动力特性。当t=0且贮箱的旋转速度为零时处在推进剂贮箱一侧且近似于球形的气泡,随着时间的变化和贮箱旋转速度的增加,球形气泡将发生较大的变形和运动,最后将轴对称地完全环绕着贮箱中的内园柱。本文通过数值模拟的方法获得了这一结果。实现气泡轴对称地环绕推进剂贮箱中的内园柱以及实现这一状态的有效时间明显地受到某些无量纲参数(如Weber数)的影响。本文对低温液态氦进行了计算,结果显示影响气泡变形和运动以及最后轴对称地环绕贮箱中的内园柱的重要物理参数有表面张力、旋转速度、液体的密度和接触角等。