空间液体推进剂重定位动力学特征的理论与实验研究

本项目将研究空间大型火箭贮箱推进剂重定位动力学过程与气-液曲面Rayliegh-Taylor不稳定性的特殊微重力流体现象，采用理论分析、数值模拟和微重力落塔模拟实验相结合的综合研究方法，以我们近期提出的空间微重力环境中流体界面Rayliegh-Taylor不稳定性物理模型为基本，定量化和模型化研究空间推进剂贮箱中气/液界面的形变及运动规律，尤其是空间在轨变加速度（即Bond数变化）对气-液形位分布和重定位动态过程的影响。利用我国最高落塔探索实现变推力加速度达到1.5m/s2 的空间流体管理新技术，建立具备模拟月球重力环境的流体管理研究方法和落塔实验新途径，为解决我国大型火箭等航天飞行器型号研制任务中遇到的空间流体管理新问题和空间在轨推进剂管理的工程设计提供理论依据。同时，在微重力流体力学基础研究方面发展新模型、获得新结果。

本项目超额完成有关空间大型火箭贮箱推进剂重定位动力学过程与气-液曲面Rayliegh-Taylor不稳定性特征的研究计划内容，获得了理论分析、数值模拟和微重力落塔模拟实验的科学研究结果，提出了的空间微重力环境中流体界面Rayliegh-Taylor不稳定性物理新模型，定量化和模型化分析了空间推进剂贮箱中气/液界面的形变及运动的新规律，发现了空间在轨变加速度（即Bond数变化）对气-液形位分布和重定位动态过程的影响规律。首次提出了利用我国最高落塔探索实现变推力加速度达到1.5m/s2 的空间流体管理新实验技术，建立和研制了具备模拟月球重力环境的流体管理研究方法和落塔实验原理样机，为我国大型火箭在研型号研制任务中的空间在轨推进剂管理的工程设计提供了理论依据和实验数据预期验证。同时，促进了我国在微重力流体物理应用化研究的进展。