孙素蓉
- 作品数：17 被引量：32H指数：3
- 供职机构：北京航空航天大学宇航学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防基础科研计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学文化科学动力工程及工程热物理更多>>
- 微阴极真空电弧点火起弧及加速机理研究综述被引量：4
- 2021年
- 微阴极真空电弧推力器具有结构简单、重量轻、功耗低、比冲高等优点,因而在航天推进领域有着广阔应用前景.当前推力器设计研制、可靠性和寿命的提高等方面遇到的一些关键问题均与微阴极真空电弧放电过程的基本物理问题密切相关.对微阴极电弧推力器运行中涉及的电子发射、电极间起弧过程、阴极斑点形成及特点、烧蚀和形貌变化、电极间等离子体射流加速过程进行了梳理,相关认识可以为今后进一步开展微阴极电弧推力器的设计优化、性能提高奠定基础.
- 黄文栋耿金越严浩刘旭辉孙素蓉王海兴
- 关键词：电子发射阴极斑点真空电弧
- 高超声速非平衡流动−辐射特性数值模拟研究被引量：1
- 2023年
- 飞行器高超声速飞行过程中所承受对流加热和辐射加热可能具有相当的量级,因此合理准确预测气动加热需要将二者进行综合考虑.文章发展了具有非玻尔兹曼电子能级分布和振动能级分布的高温空气碰撞辐射模型,并耦合一维激波后流动方程计算不同飞行条件下激波后的非平衡流动特性,采用逐线辐射输运模型计算获得激波后非平衡辐射特性、辐射强度和辐射输运通量,深入比较分析了不同飞行高度和马赫数对非平衡流动和辐射输运过程的影响.计算结果表明对于高空高马赫飞行条件,其波后流动存在显著的热力学非平衡、化学非平衡和能级非平衡特征,在近激波区域高振动能级和原子高束缚电子激发态明显低于玻尔兹曼分布.在高空高马赫条件下真空紫外辐射占据主导地位,主要是由高能原子束缚−束缚跃迁造成的.随着高度和马赫数的下降,激波层内气体解离和电离程度降低,原子辐射贡献下降,分子辐射贡献增加,导致红外、可见光和紫外波段的辐射输运增强,真空紫外辐射输运过程减弱.
- 杜耀文孙素蓉黄河激孟显曹进文耿金越闫聪王海兴
- 关键词：高超声速流动热化学非平衡
- 微阴极电弧推力器平板电极放电特性实验研究
- 2023年
- 微阴极电弧推力器(μCAT)具有比冲高、元冲量小、结构简单等优点,在微纳卫星任务中具有广阔的应用前景。在实际应用中随着推力器点火次数的增加,导电涂层退化不断加剧,导致推力器的性能降低甚至失效,成为制约推力器应用进一步拓展的关键因素。本文采用平板电极结构开展微阴极电弧推力器放电特性及失效机理实验研究,结果表明:在全寿命周期内,电极之间放电形成的电弧分布的演化可以分为四个阶段:集聚型、扩散型、分散型和近失效型放电阶段,主导放电特性变化的主要因素是阴极的烧蚀和涂层的退化。在推力器接近失效时,弧电压大幅升高,弧电流明显降低,单次放电时间进一步缩短,电极间电阻出现陡增,抑制了微阴极电弧的产生和发展。在本文实验工况下点火次数达到69万次,推力器失效,此时阴阳极之间的电阻陡增为153kΩ。对真空条件下电极之间放电特性的时空演变进行分析,有助于明晰推力器失效机理,为提升推力器的寿命和性能提供依据。
- 刘宇曦耿金越张旭严浩刘旭辉孙素蓉王海兴
- 关键词：放电特性电弧特性
- “燃烧理论”课程思政教学案例研究及实践
- "燃烧理论"课程教学团队面向航空航天创新型人才培养的紧迫需求,在课程建设中,不断将"空天报国情怀、全局意识、科学精神、辩证思维"等思政元素融入课程的各个教学环节,创新教学方法,增加学生的学习深度,培养学生独立解决复杂问题...
- 李敬轩王海兴孔文俊孙素蓉
- 关键词：航空航天燃烧理论时政热点
- 金属蒸气污染的氩电弧热力学和化学非平衡模拟研究
- 在电弧加工工艺中，阳极烧蚀所产生的金属蒸气是影响电弧特性的重要因素，研究金属蒸气污染下的电弧等离子体特性有利于优化电弧加工工艺。由于热力学和化学非平衡特性对阳极烧蚀有重要影响，本文发展了包含基态氩原子，激发态氩原子、氩离...
- 牛冲孟显黄河激孙素蓉王海兴
- 关键词：铜蒸气
- 空气等离子体双温度输运性质计算被引量：1
- 2015年
- 本文采用将经典的Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法计算获得了双温度化学平衡条件下空气等离子体的粘性、热导率和电导率。结果表明,压力和热力学非平衡程度的改变会影响空气组分解离和电离反应的温度区间,从而使气体的粘性和热导率的峰值区域产生变化。局域热力学平衡条件下空气等离子体输运性质的计算结果与文献报道结果符合较好,验证了本文结果的可靠性。
- 陈培芝孙素蓉王海兴
- 关键词：输运性质
- 充气式返回舱迎风面真实气体效应
- 2025年
- 分别采用空气9组分化学非平衡模型和基于理想气体假设模型对充气式返回舱再入流场进行数值模拟,考察2种方法计算结果的差异,研究真实气体效应的表现形式,探究充气式返回舱真实气体效应与刚性返回舱真实气体效应存在差异的原因。研究结果表明:相比于理想气体假设,真实气体效应使激波位置更靠近壁面,激波后空气温度降低,壁面热流密度下降;在飞行高度为83 km处,激波后气体比热比高于1.4,空气发生解离反应,而在飞行高度为73 km处真实气体效应的作用较弱,激波后空气的比热比维持在1.4,空气仍以分子的形式存在;导致充气式返回舱与刚性返回舱在相同高度范围真实气体强弱差异的主要原因是充气式返回舱的阻重比相较于刚性返回舱更大,进入大气后速度下降更快,在相同高度速度更低。
- 何青松孙素蓉
- 关键词：真实气体效应理想气体比热比数值模拟
- “燃烧理论”课程思政教学实践与研究
- "燃烧理论"课程是面向航空宇航推进理论与工程专业研究生一年级的基础理论课,课程特点是理论性和实践性较强,课程内容与航空航天领域的燃烧问题密切相关,具有明显的航空航天特色,这决定了其特有的课程思政教学方法。通过对"燃烧理论...
- 孙素蓉王海兴孔文俊李敬轩
- 关键词：燃烧理论航空航天思政教学
- 传热过程物理机制的理解与教学
- "传热学"是研究在温度差驱动下的热量传递过程,在航空航天等领域有着广泛的应用。从传热学的历史发展和实际应用来看,"传热学"课程涉及的热量传递规律和定律往往来自实践经验总结的唯象表达式,因而一定程度影响了学生对传热过程的深...
- 王海兴杜耀文孙素蓉朱浩朱定强
- 关键词：传热学物理机制航空航天教学探索教学案例
- 基于电晕放电的离子风推进装置推力性能
- 2022年
- 基于电晕放电的离子风推进装置的推力性能进行了实验研究。采用线-箔、线-平行箔和针-箔三种不同的电极结构,研究了外加电压和电极结构对离子风推进装置推力的影响。结果表明,对于线-箔结构,电晕放电的起始电压随着电极导线半径的增加而增加,装置的推力随着外加电压的升高而增加。在相同的外加电压下,具有多个收集极的线-平行箔结构产生的推力大于线-箔结构产生的推力,而针-箔结构产生的推力亦高于线-箔结构获得的推力。对应的静电场数值模拟结果表明,不同的电极结构改变了电场的空间分布,进而影响了离子风推进装置的推力。进一步的优化设计应综合考虑发射极附近的局部电场以及发射极和收集极之间的空间电场的组合效应,以提升离子风推进装置推力性能。
- 刘宇曦廖胤权耿金越孙素蓉王海兴
- 关键词：电晕放电
