18999.真空環(huán)境下月壤顆粒相互碰撞和擴散對月壤顆粒分布規(guī)律的影響

1、真空環(huán)境下月壤顆粒相互碰撞和擴散對月壤顆粒分布規(guī)律的影響Theinfluenceofregolithparticledistributioncausedbycollisiondiffusionundervacuumenvironment學科專業(yè)：固體力學研究生：耿動梁指導教師：崔玉紅教授天津大學機械工程學院二零一三年十一月摘要月球著陸器登陸月球表面時，發(fā)動機羽流吹向月球表面會揚起月壤顆粒，并產(chǎn)生月坑。飄揚在空中的月壤顆粒會對月球探測活動

2、產(chǎn)生影響，例如使能見度下降，破壞月表原始狀態(tài)，損壞或影響測量裝置，對宇航員的宇航服造成損傷等。因此，羽流與月壤顆粒相互作用下月壤顆粒空間分布規(guī)律的研究十分重要。本文在前期工作基礎(chǔ)上，根據(jù)稀薄氣體動力學中克努森數(shù)的理論公式計算整個發(fā)動機流場的克努森數(shù)，分析真空環(huán)境下發(fā)動機羽流場的場劃分。本文考慮月壤顆粒間的相互碰撞條件，采用直接蒙特卡羅方法和固體顆粒軌跡運動方法的單向耦合方法，通過Ftran編程計算月壤顆粒在流場中的空間分布。同時，考慮質(zhì)

3、量守恒方程，也采用直接蒙特卡羅方法和固體顆粒軌跡運動方法的單向耦合方法，通過Ftran編程分析月壤顆粒在流場中的空間分布。此外，對發(fā)動機羽流場與月壤顆粒的雙向耦合做了簡單的定性分析。假設(shè)月壤顆粒為兩種直徑大小的顆粒組成，通過計算得到了兩種月壤顆粒在考慮顆粒之間的相互碰撞和月壤顆粒擴散作用情況下的顆粒分布規(guī)律。結(jié)果表明，考慮月壤顆粒相互碰撞后，改變了月壤顆粒原先比較規(guī)則的拋物線運動軌跡，顆?？臻g分布具有一定的隨機性，并在距離噴管遠端呈現(xiàn)“