月面着陆羽流作用下带电月尘动力学输运及其环境效应研究
编号:40
访问权限:仅限参会人
更新:2026-11-07 08:19:02 浏览:0次
口头报告
摘要
月球着陆过程中,发动机羽流激扬的月尘输运会带来显著的污染风险。本研究构建了一套多物理场耦合仿真框架,结合近场有限体积法(FVM)、远场直接模拟蒙特卡罗法(DSMC)、离散单元法(DEM)、高能电子转移摩擦起电模型及漂移轨道运动限制(SOML)等离子体充电模型。通过嫦娥五号喷管流动参数及已发表的月尘抛射结果对比,验证了羽流气动特性与初始扬尘过程的模拟结果。研究表明,月尘初始抛射主要受气动力主导,而继承摩擦电荷在向等离子体平衡电荷弛豫之前,会显著影响细颗粒在发动机关机后的输运行为。对于0.1 μm颗粒,在0.1、1和10 V/m电场条件下,模拟得到的输运偏差综合指标分别达到142.7%、146.9%和136.3%;对于1 μm颗粒,该指标随电场增强由6.7%增至71.1%,而100 μm颗粒几乎不受影响。随着归一化离子漂移参数增大,摩擦继承电荷与等离子体平衡电荷量级相等时的交叉半径由2.27 μm增至58.72 μm,但这一交叉尺度并非普适的输运阈值。研究结果表明,在月球着陆扬尘污染风险评估中,应综合考虑颗粒充电历史、惯性效应及局部等离子体环境,以提高月尘输运与沉降预测的可靠性。
关键词
月尘带电,着陆羽流,摩擦起电,等离子体充电,气固耦合多相流
稿件作者
陈蜀豫
北京航空航天大学
杜恒鑫
北京航空航天大学
林忆杨
北京航空航天大学
管一鸣
北京航空航天大学
孔令宣
北京航天器环境工程研究所
罗吴迪
北京航空航天大学
任军学
北京航空航天大学
张尊
北京航空航天大学
汤海滨
北京航空航天大学
曹晋滨
北京航空航天大学
发表评论