航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估_唐萍

航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估_唐萍
航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估_唐萍

2015年5月第41卷第5期北京航空航天大学学报

Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics May 2015Vol.41No.5

收稿日期:2014-06-23;录用日期:2014-08-28;网络出版时间:2014-09-2914:32网络出版地址:www.cnki.net /kcms /doi /10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0376.html 基金项目:空间科学先导专项(XDA04072000);中国科学院空间科学战略性先导科技专项(XDA04060202);国家自然科学基金

(41204128)作者简介:唐萍(1983—),女,湖北咸宁人,博士研究生,

tangping@nssc.ac.cn *通讯作者:朱光武(1943—),男,江苏武进人,研究员,zhugw@nssc.ac.cn ,主要研究方向为空间探测技术.

引用格式:唐萍,朱光武,秦国泰,等.航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估[

J ].北京航空航天大学学报,2015,41(5):891-896.Tang P ,Zhu G W ,Qin G T ,et al.Changes of contamination deposition on spacecraft surface and evaluation of control

factors [J ].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,2015,41(5):891-896(in Chinese ).

http :∥bhxb.buaa.edu.cn jbuaa@buaa.edu.cn

DOI :10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0376

航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估

唐萍1,2,朱光武*1,秦国泰1,李永平1,何玉梅1

(1.中国科学院空间科学与应用研究中心,北京100190;

2.中国科学院大学,北京100049)

要:航天器进入空间环境以后,空间环境分子污染和颗粒污染形成了航天器表

面污染层,从而对航天器的各技术分系统产生不同的负面影响.介绍了中外中轨道航天器表面

污染物质沉积变化在轨探测结果,并对污染物质沉积量变化和控制因子做初步评估.结果表明,污染物质沉积量在航天器入轨初期的1 2年内受航天器自身出气物质量、放气速率、表面温度及所处的气流方向等因子所控制.初期沉积量大,正是受到航天器入轨后自身出气量大、放气速率较高的控制,同时迎风面比背风面沉积量大.入轨后期表面沉积量长期变化呈现出明显的降变或缓慢涨落,而且具有全向性特征,因此探讨了具有全向性影响能力的控制因子相关特性,其中高能粒子通量和太阳紫外辐射通量变化可能是主要控制因子.

键词:微质量计;航天器表面污染;质量沉积;MSX 卫星;高能粒子通量

中图分类号:V123.4文献标识码:A

文章编号:1001-

5965(2015)05-0891-06真空环境下,航天器内部和表面所携带的随表面温度变化的出气物质以及航天器推力器调姿

调轨产生的分子污染、自身携带上去的微尘以及羽流颗粒污染等污染物质会发生输运、扩散、解吸、分解、光化、氧化等物理和化学过程,沉积在航天器表面,在相应的表面和温度条件下形成沉积层[1-3]

.空间环境中诸多因素[4](中性原子氧、高能粒子、太阳紫外辐射、空间碎片及微流星等)在与航天器表面相互作用所产生的物质也是形成污染物质沉积层的根源,同时相互作用时溅射、剥蚀等反应也可能是污染物质层耗散的主要控制因子

[1-5]

.这种污染物质沉积层会造成航天器一些重要技术分系统(如能源分系统、温控分系统以及光学遥感分系统等)的表面材料性能衰减,效率下降,严重者可产生航天器在轨故障[5-9]

,降低

航天器在轨使用寿命.

早在1969年,美国OGO-6(Orbiting Geophysi-cal Observatory )航天器上应用石英晶体微量天平(Quartz Crystal Microbalance ,QCM )进行了航天器

表面污染的在轨监测[10-11]

.此后,石英晶体微量天平被广泛地应用于航天器的在轨污染监测.

1996年4月发射的MSX (Midcourse Space Experi-ment )卫星上搭载了多台QCM ,通过长期在轨监测,获得了典型的中轨道(太阳同步轨道)航天器表面污染物质沉积变化数据

[12-16]

.2011年后中国在中轨道航天器上也设置了自行研制“QCM ”探测器,同样获得了中轨道航天器表面污染物质沉

积变化数据[17]

本文将主要利用中国中轨道航天器表面污染物质探测数据,同时结合美国“MSX ”航天器的监测结果,着重探讨中轨道航天器表面污染物质变化及其控制因子评估.考虑到文中所涉及中轨道航天

北京航空航天大学学报2015年

器运行高度在800 1200km,原子氧通量大概在1010atom/(cm2·s),相对载人航天轨道高度原子量通量1014atom/(cm2·s)影响基本可以忽略.因此对表面污染物质沉积量变化的控制因子评估时,避开了空间环境中原子氧与航天器相互作用的效应机制(包括原子氧对表面材料的剥蚀效应所产生的污染源和对航天器在轨运行中其表面沉积污染物质的剥蚀).

1数据

1.1中轨道航天器表面污染物质沉积量监测数据1)中国中轨道航天器“QCM”在轨监测数据.

航天器轨道高度1200km左右,于2012年5月开始在轨运行.QCM传感器安装在卫星飞行方向侧面,处于背阳面,在轨温度为-10 -5?,在轨运行状态稳定,迄今在轨运行约2年时间.2)美国“MSX”航天器“QCM”在轨监测结果.

航天器轨道高度906km,于1996年4月份开始在轨运行.QCM传感器安装在卫星迎风面和尾流区,在轨温度约为-50 -40?,在轨运行状态稳定,一共运行了8年时间[18].

1.2空间环境数据

选用NASA空间环境中心发布的1996—2013年间质子能量E>10MeV质子日均通量、F

10.7

(太阳10.7cm射电辐射通量)值数据.期间正值太阳活动23周双峰高年和2008—2011年太阳活动程度极低水平年份.两个航天器入轨初期空间环境均处于较为宁静状态.

2结果与分析

2.1入轨初期航天器表面污染物质沉积量变化航天器入轨初期(0 700d左右)处于空间环境较为宁静期间,太阳活动程度较低,即中性原子氧日均通量值、高能粒子日均通量值以及太阳紫外辐射F10.7值均处于较低水平,因此空间环境因素与航天器表面相互作用所产生的污染物质源和对污染物质沉积层的剥蚀作用均会明显降低,而中轨道航天器运行轨道高度较高,相对载人航天轨道原子氧通量低好几个数量级,原子氧的作用和影响明显减弱.而高能粒子以及太阳紫外辐射等因素应予以重视.Tribble在他的文章中指出:“在太阳同步轨道附近产生辐射的主要成分是质子,同时试验证明,1个10MeV的质子产生的损伤大约相当于3000个1MeV的电子产生的损伤”[4].因此试用E>10MeV质子日均通量探测数据来与航天器表面污染物质沉积量变化作比对分析.图1和图2分别表示了中国中轨道航天器和美国“MSX”航天器入轨后表面污染物质沉积量的变化.

由图1和图2可知,在空间环境较为宁静期间,中轨道航天器入轨后在轨运行中污染物质沉积量呈现与在轨时间呈正相关关系,即随时间增长沉积量呈增变,增变趋势十分相近.以在轨运行前17个月(540d)所累积的污染物质沉积量而言,中国中轨道航天器表面沉积厚度达102.3nm,而美国“MSX”航天器表面沉积厚度较小仅为13.6nm.表1列出了上述两种航天器表面污染物质的沉积速率和监测时QCM传感器晶体表面温度.由表1可知,两种航天器表面污染物质沉积速率均与在轨时间呈负相关关系,即随在轨时间增加沉积速率逐渐下降,但在此期间QCM传感器晶体表面均比较稳定在负温范围,分别为-10 -5?和-50 -40?

图1中国中轨道航天器表面污染物质沉积变量变化Fig.1Changes of contamination deposition variables on

surface of MEO spacecraft in China

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第5期唐萍,等:

航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估

图2“MSX ”航天器表面污染物质沉积量变化Fig.2

Changes of contamination deposition variables on

surface of “MSX ”spacecraft

表1

中国中轨道航天器和美国“MSX ”航天器表面

污染物质沉积速率和QCM 传感器晶体表面温度变化

Table 1

Contamination deposition rate and

surface temperature change of QCM mounted on

Chinese MEO spacecraft and American

“MSX ”spacecraft

航天器沉积速率/(nm ·d -1)

在轨1个月在轨2个月在轨17个月传感器晶体

表面温度/?中国中轨道

航天器1.570.3930.043-10 -5美国

“MSX ”航天器

0.15

0.050

0.012

-50 -40

图1、图2和表1表明,在空间环境较为宁静期间入轨的中轨道航天器表面污染物质沉积量变化的主要控制因子是航天器内部和表面材料在真空环境中的出气状况,尤其是挥发性物质的出气率.在表面温度稳定和飞行状况相近状态下,出气率高则污染物质沉积速率较高,相同时间内航天器表面

污染物质沉积厚度愈厚.随着航天器在轨时间增

长,出气率会逐渐下降,相应沉积速率也显著下降.2.2

入轨长期航天器表面污染物质沉积量变化

太阳活动峰年和峰年向谷年转移期间,中轨

道高度范围空间环境通常会处于较高的太阳紫外辐射通量和高能粒子日均通量(质子和电子等)状态,原子氧通量虽然也有明显增加,但远低于低轨高度的扰动影响.诸多空间环境因素通过与航天器表面相互作用,不仅能产生污染物质,影响污染程度,而且也会通过溅射、剥蚀等作用来耗散所沉积的污染物质层,由此可能出现沉积量的明显下降.当航天器表面温度或QCM 传感器晶体表面维持在稳定的负温范围时,运行在太阳同步轨道及以上高度范围中轨道航天器表面污染物质沉积变化,主要是运行了400 600d 后的长期变化,做了与空间环境中高能质子通量变化的比对分析.“MSX ”航天器经历了第23次太阳活动周峰年期(1998—1999年第1峰期;2001—2002年双峰期).图3列出了期间航天器表面污染物质沉积量变化、能量大于10MeV 质子日均通量值和F 10.7值的变化.

由图3(a )可知,在第23太阳活动周第1峰期,“MSX ”航天器表面沉积污染物质的变化,明显与在轨时间呈负相关关系,即随时间增加,沉积量显著下降.在此期间表面沉积厚度由13.6nm

逐渐下降至5nm 左右.

图3(b )则表明在此期间,高能质子日均通量值显著上升,最高可高出宁静期间水平3个多数量级,考虑到高能质子对污染物质沉积层的溅射作用,同时此时航天器在轨运行已2年多,航天器内部和表面材料的出气速率已明显下降,因此期间如果表面温度(即QCM 传感器晶体表面温度)保持稳定,则空间环境扰动因素有可能成为航天器表面污染物质沉积量变化的主要控制因子.

2000年为第23周太阳活动双峰年之间较为平静的一年,高能质子通量也明显下降.由图3可知,期间航天器表面污染物质又开始呈现微弱的增变;2001—2003年进入双峰年的第2个峰期,空间环境扰动程度增长,高能质子通量又进入强增长状态,航天器表面污染物质沉积量进入略有增长的起伏变化,此时这种变化可能是由于多因子综合控制,例如太阳紫外辐射对表面材料的光化反应引起污染源物质的增加,而高能质子的溅射作用又起着耗损污染物质沉积层的作用,使其沉积量降变.

3

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北京航空航天大学学报2015

图3美国

“MSX ”航天器1998—2005年表面污染物质沉积变量变化

Fig.3

Changes of contamination deposition variables on

surface of “MSX ”spacecraft

2.3在轨长期航天器表面污染物质沉积量变化呈全向性

航天器表面污染物质沉积量变化也与所处气流运动方向相关.图4(a )和图4(b )分别表示了“MSX ”航天器QCM 传感器面向气流方向(迎风面)和背向气流方向(尾流区)在空间环境较为宁静期间和扰动期间的表面污染物质沉积量的长期变化.由图4(a )可知,航天器入轨初期(600d 左右),迎风面QCM 监测到的污染物质厚度达13.6nm ,同期尾流区QCM (传感器晶体表面温度相同)监测结果仅为1nm 左右,这表明污染物质沉积量变化的源明显具有方向性,通常尾流区的气体压力要比迎风面小2个数量级左右,因此航天器表面所处气流方向也是沉积量变化的控制因子之一.

由图4(b )可知,空间环境扰动期间,迎风面和尾流区QCM 所监测得到的污染物质降变明显呈全向性(即不受气流方向所限),期间耗散厚度均在8nm 左右.尾流区监测结果出现负耗损的现象,可能与QCM 传感器的晶体表面在发射前地面状态下就已经有污染物质沉积层有关.结果表明表面污染物质质量降变的控制因子也应具有全向性特征,即对航天器迎风面和尾流区表面沉积污

染物质的作用和影响能力相近,通常太阳紫外辐射、空间碎片和微流星粒子等对航天器表面污染物质沉积影响均具有方向性,而高能粒子则在空间环境中具有全向性作用

图4不同空间环境下迎风面和尾流区表面污染物质沉积量的变化

Fig.4

Changes of contamination deposition on spacecraft surface in the windward and

wake position in different space environment

4

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第5期唐萍,等:航天器表面污染物质沉积变化和控制因子评估

3结论

综上结果和分析评估,可以得出以下结论:

1)在空间环境较为宁静期间入轨的中轨道航天器表面污染物质沉积量与在轨时间呈正相关关系,控制这种变化的主要因子是航天器表面和内部材料的出气速率、航天器表面温度和表面所处气流方向.不同航天器会因出气速率不同,而表面污染物质沉积量有显著差异,如航天器在轨运行开始90d内中国中轨道航天器表面污染物质沉积厚度为99nm,而美国“MSX”航天器迎风面和尾流区QCM监测结果分别是13.6nm和1nm,显然这种变化与航天器出气量、出气速率以及表面所处气流方向有关.

2)空间环境扰动期间,中轨道航天器表面污染物质沉积量会呈现出显著降变和涨落.美国“MSX”航天器巧遇太阳活动第23周双峰年和超低活动程度年份(2008—2010年)状况,峰年期间航天器表面污染物质沉积量呈显著降变,沉积层厚度降变约为8nm,而且不同气流方向上QCM监测得到的降变值均相近,说明这种变化的控制因子具有全向性作用和长期变化性(如太阳活动周期).初步分析结果表明可能与中轨道高度上高能粒子尤其是质子日均通量强弱呈相应的相关关系,但也有待做更深入的机理分析和进一步验证大量探测数据.

3)航天器长期在轨运行的中后期,航天器出气速率明显下降,在遇到空间环境剧烈扰动期间,高能质子通量和太阳紫外辐射强度等会同时起作用,航天器表面污染物质沉积量呈微弱增变和涨落现象.

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AIAA,2005.

598

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北京航空航天大学学报2015年

Changes of contamination deposition on spacecraft surface and

evaluation of control factors

TANG Ping1,2,ZHU Guangwu*1,QIN Guotai1,LI Yongping1,HE Yumei1

(1.Centre for Space Science and ApplicationResearch,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190,China;

2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)

Abstract:After spacecraft launched into space environment,molecule contamination and tiny particle contamination deposit on spacecraft surface and constitute the surface contamination layer.This contamination phenomenon has different levels of negative impacts on some technical systems.The on-orbit detection results of spacecraft surface contamination both in China and abroad were discussed.Surface contamination deposition changes and control factors were preliminarily evaluated.The result shows that deposition changes of surface contamination within the first1to2years after launch are controlled by the spacecraft outgassing mass by itself,outgassing rate,spacecraft surface temperature and air flow direction.The deposition mass within early period is larger,which is controlled by more surface outgassing by spacecraft itself within early period and higher deposition rate after launch.And the deposition mass is more in the ram area than in the yield area.The surface deposition in the later period shows obvious drop or slow fluctuations,and possesses omnidirec-tional characteristics.Some control factors with omnidirectional effect were discussed,among which high-ener-gy particle flux and solar ultraviolet radiation flux may be the main control factors.

Key words:quartz crystal microbalance;spacecraft surface contamination;mass deposition;midcourse space experiment(MSE)satellite;high-energy particle flux

姿态动力学大作业

反作用飞轮控制 一、(1)建立航天器姿态动力学方程和飞轮控制规律 如图1-1中, 图1-1 反作用飞轮系统 设三飞轮的质心重合与星体质心O 。三飞轮的轴向转动惯量分别为z y x J J J ,,。其横向转动惯量设已包含在星体惯量章量c I 内。星体角速度ω,飞轮相对于星体的角 速度记为: [ ] T z y x ΩΩΩ=Ω 星体与飞轮的总动量矩h 为: () ωωωωωωh h I I I I h b c +=Ω+?=Ω+?+?= (1-1) 式中, Ω ?=?=+=???? ? ?????=????? ?????=ωωωωωI h I h I I I J J J I I I I I b c z y x z y x 00 000 0000 易知,I 即星体与飞轮对点O 的总惯量章量,b h 即飞轮无转动时总动量矩,ωh 即飞轮转动时的相对动量矩。由动量矩定理得 e b b L h h h h h =?++?+=? ? ? ωωωω

? ? ??? ? Ω?Ω?Ω?-=-=+=?+?+? ? ? ? ? z z y y x x c e c b b J J J h L L L h h h ωωωω (1-2) 式中,e L 为外力矩,c L 为飞轮转轴上电机的控制力矩。式(1-2)就是装有反作用飞轮的刚性航天器动力学方程的矢量形式。 如定义星体轨道坐标系如图1-2所示, 图1-2 轨道坐标系 r r r z y ox 的角速度 r ω为 j n r -=ω 即轨道角速度。当为圆轨道时,则有 3 2R n μ = 式中μ为地球引力常数,R 为地球半径。如记ψθ?,,分别为星体滚转角、俯仰角与偏航角、且设ψθ?,,和? ? ? ψθ?,,均为小量。 当航天器相对于轨道坐标系按321旋转时角度旋转矩阵为: ???? ? ????? -++--=?θ? ψ?θψ? ψ?θψ?θ?ψ?θψ? ψ?θψθθ ψθψcos cos sin cos cos sin sin sin sin cos sin cos sin cos cos cos sin sin sin cos sin sin sin cos sin cos sin cos cos B 按321旋转时产生的角速度为:

郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版

大气污染控制工程 课后答案 (第三版)主编:郝吉明马广大王书肖 目录 第一章概论 第二章燃烧与大气污染 第三章大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式 第五章颗粒污染物控制技术基础 第六章除尘装置 第七章气态污染物控制技术基础 第八章硫氧化物的污染控制 第九章固定源氮氧化物污染控制 第十章挥发性有机物污染控制 第十一章城市机动车污染控制

第一章 概 论 1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少? 解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。质量百分数为 %51.75%100197.2801.28781.0%2=???= N ,%08.23%100197.2800 .32209.0%2=???=O ; % 29.1%1001 97.2894 .3900934.0%=???=Ar ,%05.0%100197.2801 .4400033.0%2=???=CO 。 1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。 解:由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下: SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3 干空气计算,其摩尔数为mol 643.444 .221013 =?。故三种污染物体积百分数分别为:

SO 2: ppm 052.0643.44641015.03=??-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03 =??- CO : ppm 20.3643 .44281000.43 =??-。 1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ,试确定:1)CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N );2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克? 解:1)ρ(g/m 3 N )3 3 4/031.110 4.221541050.1N m g =???=-- c (mol/m 3 N )3 33 4/1070.610 4.221050.1N m mol ---?=??=。 2)每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3,假若每分钟呼吸15次,空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3,试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。 解:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ 1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10-4,平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变,求COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。 解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=210 2369.0105.19102.22102 4 22=???==--∝O p p M Hb O COHb ,

大气污染成因与控制技术研究

附件1 “大气污染成因与控制技术研究”试点专项 2018年度项目申报指南 为贯彻落实党中央《关于加快推进生态文明建设的意见》、国务院《大气污染防治行动计划》(国发…2013?37号)等相关部署,按照《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发…2014?64号)要求,科技部会同环境保护部等相关部门及北京等相关地方科技主管部门,制定了国家重点研发计划《大气污染成因与控制技术研究》重点专项实施方案,组织开展监测预报预警技术、雾霾和光化学烟雾形成机制、污染源全过程控制技术、大气污染对人群健康的影响、空气质量改善管理支持技术和大气污染联防联控技术示范等6项重点任务科研攻关,为大气污染防治和发展节能环保产业提供科技支撑。 本专项总体目标是:深入落实《大气污染防治行动计划》和《加强大气污染防治科技工作支撑方案》,聚焦雾霾和光化学烟雾污染防治科技需求,通过“统筹监测预警、厘清污染机理、关注健康影响、研发治理技术、完善监管体系、促进成果应用”,构建我国大气污染精细认知—高效治理—科学监管的区域雾霾和光化学烟雾防治技术体系,开展重点区域大气污染联防联控技术示 —1—

范,形成可考核可复制可推广的污染治理技术方案,培育和发展大气环保产业,提升环保技术市场占有率,支撑重点区域环境质量有效改善,保障国家重大活动空气质量。 本专项以项目为单元组织申报,项目执行期3年。2018年拟支持项目不超过15个,同一指南方向下,如未明确支持项目数,原则上只支持1项,仅在申报项目评审结果相近,技术路线明显不同,可同时支持2项,并建立动态调整机制,根据中期评估结果,再择优继续支持。国拨经费约3亿元。鼓励产学研用联合申报,项目承担单位有义务推动研究成果的转化应用。对于典型市场导向且明确要求由企业牵头申报的项目,自筹资金与中央财政经费比例不低于1:1。用于典型应用示范类项目中央财政资金不超过该专项中央财政资金总额的30%。所有项目均应整体申报,须覆盖相应指南研究方向的全部考核指标。每个项目下设课题数不超过6个,项目所含单位总数不超过15家。 本专项2018年项目申报指南如下。 1. 监测预报预警技术 1.1近海海洋边界层大气污染垂直探测技术 研究内容:研发海洋大气边界层内主要污染成分及关键气象参数垂直结构和演化过程的垂直探测技术方法,突破海洋大气廓线激光雷达探测、湍流交换准确测量、海气通量实时观测、以及近海大气污染卫星遥感等关键技术,形成基于多元数据归一的海—2—

河流的沉积作用

断陷盆地 fault subsidence basin 由断层所围限的陷落盆地 断陷盆地指断块构造中的沉降地块,又称地堑盆地。它的外形受断层线控制,多呈狭长条形。盆地的边缘由断层崖组成,坡度陡峻,边线一般为断层线。随着时间的推移,在断陷盆地中充填着从山地剥蚀下来的沉积物,其上或者积水形成湖泊(如贝加尔湖、滇池),或者因河流的堆积作用而被河流的冲积物所充填,形成被群山环绕的冲积、湖积、洪冲平原。如太行山中的山间盆地和地堑谷中发育着的冲积洪积平原。低于海平面的断陷盆地被称为大陆洼地。 坳陷 depression 泛指地壳上不同成因的下降构造。这一术语无尺度大小和形态的限制。如盆地、坳槽、地堑、裂谷等。而这种下降可以直接起因于垂向地壳运动,也可以由侧向挤压或伸展所导致。 ①地壳内的碟状沉降区,它以没有或不发育盆地沉积断层为特征,因而成为与断陷相并列 的构造单元。 ②盆地内的相对沉降性更强一级的构造单元。它可以是克拉通内盆地的若干个沉降中心之 一,也可是复杂断谷盆地的沉降区(如渤海盆地的济阳坳陷),此时它是与隆起并列而性质相反的构造单元。 进积 progradation 指沉积中心和沉积相带逐步由盆地边缘向盆地内部迁移过程中,以侧向为主的沉积物堆积作用。其特点是地层柱的岩性自下而上变粗或岩相变浅,并形成向盆地原始倾斜的反S或陡斜型退覆沉积层。进积作用在盆地的沉积物容纳空间小于沉积物堆积速率的时期发生,并且二者的差越大,退覆沉积层的原始倾角越陡。 退积 retrogradation 指沉积中心和相带由盆地内部向盆地边缘逐步迁移过程中沉积物堆积作用。退积作用在盆地的沉积物容纳空间增长速率大于沉积物堆积速率时(即沉积基准面上升期)发生。其地层柱的岩相自下而上变细或变深,并形成向物源区超覆的沉积层。 加积 aggradation 流水塑造和改造地表形态的一种过程。通常指通过泥沙在同一方向上的均匀沉积,使河床或斜坡表面不断抬高。 加积作用是指松散沉积物在地表低洼的地方沉积对地表起的充填作用。当河流松散沉积来源丰富,河流在搬运过程中,无力将其全部搬运走时,就有部分沉积下来,使河床不断填高。 垂向加积作用 垂向加积作用是指沉积物在地球重力场的作用下从沉积介质(水体)中自上而下降落,依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用。形成“千层糕式”的地层。地层特征:时间界面一般是水

航天器机构技术课程大作业

数字化设计技术在航天器机构技术中的作用 数字化设计技术是指将计算机技术应用于产品设计领域,属于计算机设计技术的一种辅助。它最开始是以计算机辅助设计,即CAD的形式显现出来的,在科技水平不断提升的带动下,数字化设计技术越来越成熟,它在越来越多的行业受到人们的欢迎,在机械设计方面的优势更为明显。以前设计师在进行机械相关的设计工作时都离不开实物模型的帮助,但是在数字化设计技术出现之后,它可以利用计算机技术建立数字化的模型,从而降低实物模型的使用频率,提高了工作效率。 数字化设计技术最为重要的特征就是产品的定义模型较为统一。任何一个产品都有生命周期,如开发期、成长期、成熟期、衰退期等等,数字化设计技术对于产品的每个生命周期都有相关的设计,都是统一运行的。这种统一的设计模式大大降低了产品设计的繁琐程度,使得产品设计流程更为简单化。因为传统的设计模式会针对处于不同生命周期的产品采取不同的设计方法,使得产品设计变得复杂,而且也容易丢失数据。 另外,数字化设计技术可以实现并行设计。传统的产品设计讲究的是设计的切合性,产品的生产制造程序与包装维修程序需要达到高度的一致性,因此同一产品的设计基本上都是由同一设计团队完成。因此,传统的设计方法对于设计师的依赖性较强,一旦设计团队出现分

裂问题,则产品的设计链条很容易受到影响,从而产品的质量也难以保证。但是数字化的设计技术可以实现并行设计,简单而言,就是多个设计团队可以在同一时间内,在不同的地方,共同设计某一产品。这样一来,不仅仅是提高了机械的生产效率,另一方面也能够大大的缩短相关产品的生产周期,降低了运行成本。 数字化设计技术在航天器机构技术中的作用主要体现在以下几个 方面:一是借助实体模型检测设计的规范性。对于一个资历高深的设计师而言,以三维软件为依托设计相关产品是极为简易的事情,阐述各类三维模型之间的关系上传统二维思维模式并不适应。在CAD技术 的协助下,在制造一些单件产品过程中,设计师将更多的精力投入进产品规格规范性与结构合理性检测方面上,从而确保产品安装程序运行的顺畅性。CAD技术的具体应用可以做出如下概述:借助CAD技术参照平面图形注释的规格,借用立体图形将它们呈现出来,与此同时借用CAD的渲染功能,修整三维模型的材质或者对其内容进行填补,同 时对特殊方位安设色彩与光源,继而把绘制好的不同零部件三维图,在CAD三维软件上进行“配置与组装”,然后选择润色这一命令制造 工序结束以后的样品相貌就可以在计算机荧屏上显现出来。在利用CAD软件对设计机械进行构造设计、结构部件调整、尺寸标注以方便 机械设备的生产加工和日常维修,成为现代机械尤其是一些结构复杂、设计精密、部件繁多的航天机械设计一种流行趋势,对现代机械设计的发展起着至关重要的作用。例如在借用C A D三维软件上进行“配 置与组装”过程中,在CAD技术的协助下,产品链接、结构等方面存

航天器总体设计答案总结(新)

航天器总体设计 (无平时成绩,考试试卷满分制,内容为21题中抽选13题) 1、航天器研制及应用阶段的划分。 主要划分为工程论证、工程研制、发射、在轨测试与应用四个阶段。 1)工程论证阶段:开展任务分析、方案可行性论证工作。 2)工程研制阶段:包括方案设计阶段、初样设计与研制阶段、正样设计与研制阶段。 3)发射阶段:发射场测试及发射。 4)在轨测试与应用阶段:在轨测试阶段、在轨应用阶段。 2、航天工程系统的组成及各自的任务。 组成:航天工程系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。 任务: 1)航天器:指在地球大气层以外的宇宙空间执行探索、开发和利用太空以及地球以外天体的特定任务飞行器,又称空间飞行器。 2)航天运输系统:指在地球和太空之间或在太空中运送航天器、人员或物资的飞行器系统,包括运载器、运输器、轨道机动飞行器和轨道转移飞行器等。 3)航天发射场:系指发射航天器的基地,包括测试区、发射区、发射指挥控制中心、综合测量设施、勤务保障设施等。 4)航天测控网:系指对航天运输系统、航天器进行跟踪、测量、监视、指挥和控制的综合系统,包括发射指挥控制中心、测控中心、航天指挥控制中心、测控站和多种传输线路及设备。 5)应用系统:系指航天器的用户系统,一般是地面应用系统,如各类应用卫星的地面应用系统、载人航天器的地面应用系统、空间探测器的地面应用系统。 3、航天器总体设计概念及主要阶段划分。 概念:航天器总体设计是指为完成航天任务规定的目标所开展的以航天器为对象的一系列设计活动。 主要阶段划分:主要分为任务分析、总体方案可行性论证、总体方案设计、总体详细设计四个阶段。总体详细设计又分为总体初样设计和总体正样设计。 4、航天器总体设计的基本原则。 满足用户需求的原则、系统整体性原则、系统层次性原则、研制的阶段性原则、创新性和继承性原则、效益性原则。 5、航天器技术从成熟程度上可分为哪四类技术,各自的含义。 1)成熟技术:已经过在轨飞行考验,沿用原有的分系统方案、部件、电路和结构。 2)成熟技术基础上的延伸技术:在成熟技术基础上需要进行少量修改设计的分系统方案、部件、电路和结构。 3)不成熟技术(关键技术):必须经过研究、生产和试验(攻关)后才能在卫星上应用的技术。 4)新技术(关键技术):尚未在卫星上使用过的技术。 6、航天器总体方案设计阶段的主要工作。 1)用户使用要求及技术指标要求的确定。 2)总体方案的确定。 3)总体技术指标的分析、分配及预算。 4)分系统方案及技术指标的确定。

河流的沉积作用

断陷盆地指断块构造中的沉降地块,又称地堑盆地。它的外形受断层线控制,多呈狭长条形。盆地的边缘由断层崖组成,坡度陡峻,边线一般为断层线。随着时间的推移,在断陷盆地中充填着从山地剥蚀下来的沉积物,其上或者积水形成湖泊(如贝加尔湖、滇池),或者因河流的堆积作用而被河流的冲积物所充填,形成被群山环绕的冲积、湖积、洪冲平原。如太行山中的山间盆地和地堑谷中发育着的冲积洪积平原。低于海平面的断陷盆地被称为大陆洼地。 坳陷 depression 泛指地壳上不同成因的下降构造。这一术语无尺度大小和形态的限制。如盆地、坳槽、地堑、裂谷等。而这种下降可以直接起因于垂向地壳运动,也可以由侧向挤压或伸展所导致。 ①地壳内的碟状沉降区,它以没有或不发育盆地沉积断层为特征,因而成为与断陷相并列 的构造单元。 ②盆地内的相对沉降性更强一级的构造单元。它可以是克拉通内盆地的若干个沉降中心之 一,也可是复杂断谷盆地的沉降区(如渤海盆地的济阳坳陷),此时它是与隆起并列而性质相反的构造单元。 进积 progradation 指沉积中心和沉积相带逐步由盆地边缘向盆地内部迁移过程中,以侧向为主的沉积物堆积作用。其特点是地层柱的岩性自下而上变粗或岩相变浅,并形成向盆地原始倾斜的反S或陡斜型退覆沉积层。进积作用在盆地的沉积物容纳空间小于沉积物堆积速率的时期发生,并且二者的差越大,退覆沉积层的原始倾角越陡。 退积 retrogradation 指沉积中心和相带由盆地内部向盆地边缘逐步迁移过程中沉积物堆积作用。退积作用在盆地的沉积物容纳空间增长速率大于沉积物堆积速率时(即沉积基准面上升期)发生。其地层柱的岩相自下而上变细或变深,并形成向物源区超覆的沉积层。 加积 aggradation 流水塑造和改造地表形态的一种过程。通常指通过泥沙在同一方向上的均匀沉积,使河床或斜坡表面不断抬高。 加积作用是指松散沉积物在地表低洼的地方沉积对地表起的充填作用。当河流松散沉积来源丰富,河流在搬运过程中,无力将其全部搬运走时,就有部分沉积下来,使河床不断填高。 垂向加积作用 垂向加积作用是指沉积物在地球重力场的作用下从沉积介质(水体)中自上而下降落,依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用。形成“千层糕式”的地层。地层特征:时间界面一般是水平或近水平的,时间界面与岩性界面时平行或基本平行。环境分布:较深水海洋盆地、湖盆、泛滥平原。

最新航天器控制原理自测试题三

航天器控制原理自测试题三 一、名词解释(15%) 1、本体坐标系 2、偏置动量轮 3、主动控制系统 4、大圆弧轨迹机动 5、惯性导航 二、简答题(60%) 1、阐述航天器基本系统组成及各部分作用。 2、引力参数u是如何定义的? 3、叙述质点的动量矩定理及其守恒条件。 4、叙述双轴模拟式太阳敏感器的工作原理,并绘出原理结构图。 5、为了确保稳定性,对惯量比有什么要求? 6、画出喷气三轴姿态稳定控制系统的原理框图。简述喷气推力姿态稳定的基本原理。 7、自旋稳定卫星喷气姿态机动的原理是什么?喷气角的选择为什么不能过小? 8、GPS有哪几部分组成,各有什么功用。 9、举例说明载人飞船的主要构造。 10、航天飞机基本结构组成是什么?哪些可以重复使用,那些不可以? 三、推导题(15%) 1、证明在仅有二体引力的作用下,航天起的机械能守恒。 2、推导欧拉力矩方程式。 四、计算题(10%) 已知一自旋卫星动量矩H=3500Kg·m2/s,自旋角速度为ω=60r/min,喷气力矩Mc=40N·m,喷气角为γ=40。,要求自旋进动θc=80。问喷气一次自旋进动多少?总共需要多少次和多长时间才能完成进动?

航天器控制原理自测试题三答案 一、名词解释15% 1、本体坐标系 答:又称为星体坐标系。在此坐标系中,原点0在航天器质心,Ox ,Oy ,Oz 三轴固定在航天器本体上。若Ox ,Oy ,Oz 三轴为航天器的惯量主轴,则该坐标系称为主轴坐标系。 2、偏置动量轮 答:如果飞轮的平均动量矩是一个不为零的常值——偏置值,也就是说飞轮储存了一个较大的动量矩,飞轮的转速可以相对于偏置值有一定的变化,从而产生控制力矩。具有这种特点的飞轮称为动量轮或偏置动量轮。 3、主动控制系统 答:航天器主动式姿态控制系统的控制力矩来自于航天器上的能源,它属于闭环控制系统。 4、大圆弧轨迹机动 答:若要求自旋轴在天球上描绘的轨迹是大圆弧 ,那么自旋轴必须在同一平面内从初始方向机动到目标方向,所以每次喷气产生的横向控制力矩必须在此平面内,即推力器喷气的相位相对于空间惯性坐标系是固定的。此为大圆弧轨迹机动. 5、惯性导航 答:它主要由惯性测量装置、计算机和稳定平台(捷联式没有稳定平台)组成。通过陀螺和加速度计测量航天器相对于惯性空间的角速度和线加速度,并由计算机推算出航天器的位置、速度和姿态等信息。因此惯性导航系统也是航天器的自备式航位推算系统。 二、简答题 0F AA A 0OA F OA

航空概论大作业

航空概论大作业

班级:113072 学号:111307219 姓名:王志敏 2012年11月15日 我国航空工业的发展历程及对未来发展的设想 中国是世界文明古国,中国的风筝和火箭是世界公认的最古老的飞行器。灿烂的中国古代文化与其他国家文明一起,共同孕育了现代航空航天技术的萌芽。在近代中国的屈辱历史中,我国的工业化水平远落后于西方国家。新中国成立后,我国的航空航天工业开始快速发展。经过半个多世纪的努力,基本建成了我国的航空航天工业体系。航空航天工业在国防和经济建设中发挥着越来越重要的作用。“飞豹”战斗轰炸机和“神舟”号系列载人试验飞船的成功,标志着我国航空航天工业进入了一个新的发展时期 我国航空工业真正起步于清政府(即1910年)。从1910年到1949年中国一直处于动乱和战争时期,这时期所有的原材料,机载成品和设备几乎全部依赖外国进口,更没有与之相关的科研人员和技术师,维修人员也很缺乏。根本没有独立的航空工业,更谈不上航空科研体系。 新中国成立之后,1949年到1951年中国只有少量设备相当简陋的航空工厂,修理、装配和制造过少量飞机。1951年国家将航空工业体系建立纳入国家议程,中央军委和政务院颁发了《关于航空工业建设的决定》,对新中国航空工业建设的任务方针、组织领导等做出了明确规定。经过50余年的建设,我国航空工业从修理到制造,从仿制到自行研制,已经形成了具有相当规模和基础,配套齐全的航空科研设计,制造和试验的工业体系。

50多年来,我国先后建立了飞机发动机航空电子军械设备,仪表等专业设计研究机构,建立了空气动力,强度,自动控制,材料,工艺,试飞和计算技术等专业研究试验机构。我国航空工业科研的技术手段不断更新,试验设备日臻完善,已建成一批技术先进的风洞试验设施,飞机全机静力试验室,发动机高空试车台,飞行试验实数据采集和处理系统等设备。 由于航空工业体系的发展和日臻完善,我国在军用飞机,民用飞机,直升机等各种类型的机种都迅猛向世界各类先进机种靠近。 军用机从最初的仿制苏联的雅克-18飞机生产初级教练机,到自行设计并研制成功的第一架飞机歼教1。它的研制成功对培养我国第一代飞机设计人员积累自行研制飞机的经验具有重要的意义。此后我国第一架喷气式战斗机歼5诞生,这是一种高亚声速歼灭机,使我国的航空工业和空军进入喷气时代。歼6飞机是我国第一代超音速战斗机,歼7和歼8等在其基础上不断更新改进和提高。歼10战斗机是我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战斗机。轰5、轰6、水轰5、飞豹等轰炸机,枭龙FC-1型轻型多用途战斗机,使我国飞机不仅在数量上有所增加,在种类上也不断增多,这也说明我国航空工业不但在技术上不段更新和创新,在研制飞机种类上也不放松,两者齐头并进 民用飞机运5飞机是新中国制造的第一架小型运输机,之后“北京”一号、运7、运8等不断更新。直升机如直5、直8、直9、直11、“延安”2号、“701”型等种类多样。可以看出我国航空工业生产的飞机不仅能够保家卫国,固守我国疆域,而且越来越多的可以进入民用,为人民服务。在运输,邮递,救护,搜索,抗震救灾,护林播种等方面也发挥着越来越重用的作用,甚至是不可替代的。我国航空工业从最开始的标志性研制和研发,到现在在经济上发挥作用,促进经济发展,已经体现出了其巨大的经济价值和潜力。 随着我国航空工业体系的完善,越来越多的航空人才培养诞生。我国在先进战斗机发展方面,也可以与美国,俄国,欧洲等国家相互竞争。随着科技发展越来越先进,各国之间的竞争与合作越来越紧密,航空工业的发展也越来越重要。未来航空工业的发展实际就是科技的发展。空气动力学的研究,推进技术的创新,材料和结构的研制,航空电子与控制等的发展与进步是航空工业进步的基础。 展望未来,如何提高未来飞机的性能,空气动力学一直是航空器设计的考虑的关键。计算流体力学(CFD)仍是研究重点,欧拉和N-S方程的数值求解与网络生成技术备受关注,低雷诺数空气动力学,仿生空气动力学等流动现象的研究将仍是未来的前沿课题。 推进技术方面,提高热机和推进效率,降低燃油消耗,提高推力级,降低噪声,增加可靠性,减少排放。今后一段时间仍是发展的目标。组合发动机,超燃冲压发动机,脉冲爆震发动机以及其他新概念或非常规发动机的原理研究也是这一领域的重点。 材料和结构方面,金属材料仍然是今后飞机机体的主要用材,因而在不降低现有材料寿命的条件下提高材料的比刚度,韧性和抗腐蚀能力,同时也要开展比强度更高的新材料研制与开发。研究和发展实用的复合材料结构的设计,分析,制造,检验和修理方法;研究和发展复合材料的损伤容限机理和实用的无侦探伤技术;研究和开发耐高温树脂材料,陶瓷基复合材料,智能结构材料等。 航空电子与控制方面,利用各种来源的导航信息,实施航迹的跟踪与管理。为实现全天候起降,要建立可靠的防撞系统。研制新的风切变探测装置及其回避系统。在座舱显示系统方面要增加显示信息和数据,增加实景画面,利用语音控制来提高飞行员的操作正确性。 我国未来的航空工业发展是以人才为基础进行创新和革新,在高端新科技上我们有自己的技术和研究方法,在经济上能作出巨大贡献,生产更多民用飞机走进千家万户。 同时在中国面临的严峻的战略形势下,航空工业的发展显得与为重要。 航空器与航天器的分类

沉积地质学复习整理

《沉积地质学》复习整理(一) 1.压实作用 压实作用或物理成岩作用是指沉积物沉积后,在其上覆水体或沉积层的重荷下,或在构造形变应力的作用下,发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。在沉积物内部可发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂,进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。 压实作用的表现形式: ○1颗粒接触方式:点接触、线接触、凹凸接触。○2颗粒破裂:刚性颗粒易发生,产生微裂隙。○3颗粒变形:塑性颗粒易发生,形成假杂基。○4软性颗粒弯曲:云母等。 压实(溶)受控因素:颗粒(-孔隙水)的成分、填隙物的类型、胶结物的类型和胶结速率、地温梯度、埋藏速度、时间。 (1)内因:颗粒的成分(石英难)、粒度、形状、圆度(反,因为填积紧密孔隙度小)、分选性(反)、粗糙度(f影响压实作用的进程)。 (2)外因:沉积物的埋藏深度、埋藏过程、胶结类型及程度、溶解作用、异常高压。早期快速深埋、胶结弱或溶蚀强、不存在异常高压时,有利于压实作用。 Eg:泥炭(假设厚度为100%),在上覆沉积物的压实作用下变成褐煤(厚度20%),变成烟煤(厚度10%)。 2.压溶作用:一种物理化学成岩作用。随埋藏深度的增加,碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(2~2.5倍),颗粒接触处的溶解度增高,将发生晶格的变形和溶解作用。随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移,颗粒受压处的形态:点接触---线接触---凹凸接触(砾石中的砾岩)---缝合接触(砂岩中的石英颗粒)。 3.白云岩化作用 白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题之一。古代地层中所见的白云岩大多具有交代的证据,它们是经白云石化作用所形成的。白云石化作用的机制很复杂,并不是一种机理所能概括,学者们提出了许多白云岩化作用的机理来解释白云岩的成因。 亚当斯等(1960)在研究美国二叠纪白云岩的成因时,提出了蒸发泻湖渗透回流作用形成交代白云岩的假说。后来迪菲耶斯等(1965)在研究加勒比海的博内尔岛的现代白云石形成时,也证实存在这种作用。亚当斯和罗德斯(1960)等所提出的蒸发泻湖渗透回流作用机制是:在蒸发强烈的海洋地区,堡礁或沙堤所阻挡的近岸泻湖,与外海海水交流不能正常进行,在强烈的蒸发作用下,使间歇性进入泻湖的海水盐度不断增高。向岸方向盐度更高。当盐度达到72‰时,除CaCO3以文石和高镁方解石方式沉淀外,开始出现石膏沉积,向岸越近其蒸发作用越强烈。当盐度达到199‰,沉积物中大量出现石膏并逐渐出现石盐。大量过盐水中的Ca被沉淀。大大提高了海水中Mg含量。这种重卤水沉降到泻湖底部并顺着泻湖向海洋方向平缓的斜坡流动,当遇到堡礁或沙堤和附近的沉积物时,由于沉积物的孔隙中饱含正常盐度海水,因浓度差使高盐度高密度的重卤水向含低盐度和低密度的正常海水沉积物中渗透,并向海洋方向回流。在流经疏松的钙质沉积物和礁体时,Mg进入沉积物的CaCO3晶格中,逐渐形成白云石。 4.胶结作用:从孔隙溶液中沉淀出的矿物质(胶结物)将松散的沉积物固结起来形成岩石的作用。是沉积物转变成沉积岩的重要作用,也是使沉积层中孔隙度和渗透率降低的主因之

飞行器结构动力学-期末考试(大作业)题目及要求

《飞行器结构动力学》 2019年-2020年第二学年度 大作业要求 一、题目: 1.题目一:请围绕一具体动力学结构,给出其完整的动力学研究报告, 具体要求: (1)作业最终上交形式为一个研究报告。 (2)所研究结构应为实际科学发展或生产生活中的真实结构,可对其进行一定程度的简化,但不应过分简化,不可以为单自由度 系统,若为多自由度系统,其自由度应不少于5。 (3)所研究内容应当围绕本学期所讲授的《飞行器结构动力学》课程内容展开,可以包含但不限于:不同研究方法的对比,对结 构动力学响应的参数影响研究,针对结构动力学响应的结构优 化设计,动力学研究方法的改进,结构动力特性影响机理分析 等。 (4)研究报告应至少包含8部分内容:摘要,关键词,引言,问题描述,分析方法,研究结果,结论,参考文献等,正文字号为 小四,1.5倍行距,篇幅不短于3页,字数不少于1500字。 2.题目二:请拟出一份《飞行器结构动力学试卷》并给出正确答案和评 分标准,具体要求: (1)作业最终上交形式为一份考试卷答案及评分标准,具体形式及格式参考附件。 (2)题目应当围绕本学期所讲授的《飞行器结构动力学》课程内容展开,且明确合理无歧义。 (3)卷面总分100分。其中,考察单自由度系统知识点题目应占总分值的30%~40%;考察多自由度系统知识点题目应占总分值的 15%~30%;考察连续弹性体系统知识点题目应占总分值的 15%~30%。考察结构动力学的有限元方法及数值解法占

15%~30%。 (4)试卷可以包含的题目类型为:单选题,填空题,简答题和计算题四类,题目类型应不少于2种,不多于这4种。其中计算题 为必含题目,且分值应不少于40%。 (5)每道题均应给出分值、标准答案和评分标准。 分值的安排应当合理并清晰,需针对每道具体题目给出。 标准答案应当正确无误,且清晰明确,包含整个分析或计算的流程步骤。针对概念或问答等类型题目,应当给出该问题及 答案的来源,并附图以证实。针对计算类型题目,应给出至少 两种不同计算方法及其相应的计算步骤和结果,以证实该结果 的正确性。 评分标准应当合理并清晰地给出标准答案和分值的对应关系,例如:填空题应给出每一空格的分值;简答题应细化给出 题目内所有的关键内容,并给出所有关键内容各自所对应的评 判标准及分值;计算题应依据计算步骤给出每一关键步骤对应 的评判标准及分值。 二、要求 1.大作业题目有两道,请自选其一完成。 2.大作业上交截止时间为2020年6月2日晚12点,逾期则认定为缺考 无成绩。 3.大作业评定分为5个等级,分别为:优(90~100分),良(80~90分), 中等(70~80分),及格(60~70分)和不及格(60分以下)。其中由于 题目难易关系,若无抄袭情况出现,选择题目一的学生可以寻求任课 老师指导,且等级至少为良。 4.抄袭判定:上交作业若出现重复率超过30%情况则判定为抄袭,有7 天时间可以修改,修改后若仍旧为抄袭,则涉及学生均按照不及格处 理。 5.大作业相关参考资料见附件。

沉积盆地分析考前复习题(中国地质大学北京大三上学期)

中国地质大学(北京)大三(上)《沉积盆地分析》考前复习题 一、前陆盆地的沉降机制论述 与岩石圈挤压挠曲有关的盆地统称为前陆盆地。前陆盆地的发育与逆冲构造产生的构造载荷使岩石圈挠曲引起的前陆沉降作用有关。 前陆盆地的沉降机制有以下三类: 1 构造应力作用 前陆盆地地壳或岩石圈厚度变化主要是挤压作用动力学机制。由于岩石圈板块的俯冲、碰撞等汇聚作用引起岩石圈向下牵引弯曲和地壳岩石圈的挠曲沉降,常见于俯冲带或造山带。如周缘前陆盆地和陆内造山前陆盆地,前者是大洋板块俯冲和消减后,在继续俯冲的、向下挠曲的陆壳之上形成的沉积盆地;后者是陆内板块碰撞挤压挠曲形成山前凹陷继而形成沉积盆地。 2 负载(重力作用) 某些前陆盆地与岩石圈加载造成的挠曲或弯曲变形作用有关。如弧后前陆盆地,其发育于仰冲板块上的岩浆弧之后。火山岛弧构造载荷导致挠曲沉降,盆内充填了大量来自前陆和后陆方向的沉积物。 3 热沉降机制 由于先前受热的岩石圈的冷却及伴随的密度增大而产生的均衡沉降。在前陆盆地的形成过程中,这种作用机制很少,弧后前陆盆地的形成可能与此有关。 前陆盆地沉降机制一般以构造应力作用为主,三种机制综合作用。 二、裂陷盆地和前陆盆地形成的动力学机制及其相互之间的区别 列陷盆地形成的动力学机制: 1、列陷盆地沉降的控制因素:(1)岩石圈的变薄;(2)热异常;(3)沉积物负载的均衡沉降;(4)软流圈上升造成的熔融作用 2、列陷盆地的形成作用主要有两种:即主动裂陷作用(张应力作用和地幔作用相伴生)和被动裂陷作用(先张应力作用引起破裂,后热地幔物质上侵) 3、岩石圈的伸展模式:(1)岩石圈的纯剪切模式,包括均匀纯剪切拉伸模型和非均匀纯剪切拉伸模型(2)岩石圈的简单剪切模式(3)简单剪切—纯剪切挠曲悬臂梁模型(4)拆离—纯剪切模式 4、裂谷盆地具有幕式进行的热点

航天器控制工具箱

航天器控制工具箱 Spacecraft Control Toolbox 基于Matlab软件的航天器控制工具箱Spacecraft Control Toolbox 是Princeton Satellite System公司(简称PSS)最早和应用最广的产品之一,有20多年的历史,被广泛用来设计控制系统、进行姿态估计、分析位置保持精度、制定燃料预算以及分析航天器动力学特性等工作。Spacecraft Control Toolbox 工具箱经过多次飞行验证,证明是行之有效的。这个工具箱涵盖了航天器控制设计的各个方面。用户可以在很短的时间内完成各种类型航天器控制系统的设计和仿真试验。软件的模型和数据易于修改,具有良好的可视化功能。大部分算法都可以看到源代码。 Spacecraft Control Toolbox(简称SCT)由不同的模块组成。 组成结构图如下 各个模块的主要功能和特点

SCT Core Toolbox -- 基本工具箱 SCT基本工具箱针对需要迅速解决实际工程问题的工程师而设计,包含了航天器控制系统设计的基本内容,也是其他SCT模块运行的基础。它建立在PSS公司大量工程经验的基础上,其中包括GPS IIR、Inmarsat 3和GGS Polar Platform卫星的控制系统设计。迄今这些系统仍然在太空正常运行。PSS公司使用这个工具箱完成的Cakrawarta-1卫星姿态控制系统设计,所花费用仅仅是通常的十分之一。这颗卫星从1997年11月升空一直运行至今。另外的例子还包括一颗NASA卫星的姿态控制系统设计。 主要功能和特点 ?航天器控制系统设计和分析 ?柔性多体航天器姿态动力学建模 ?包含柔性体展开模型和多体的逻辑树描述 ?轨道动力学分析和仿真 ?姿态估计 ?星历表计算 ?包括大气、重力场和磁场的环境模型 ?指向保持的燃料预算 ?各种有用参数的数据库; ?可视化

航天概论大作业

航天技术概论大作业 第二章 1.大气层分几层?各层有什么特点? 答:大气层共有对流层,平流层,中间层,热层和散逸层5个层次。 (1)对流层主要特点:气温随高度升高而降低;风向、风速经常变化;空气上下对流剧烈;有云、雨、雾、雪等天气现象。 (2)平流层主要特点:空气沿铅垂方向的运动较弱,因而气流比较平稳,能见度较好。 (3)中间层主要特点:气温随高度升高而下降,且空气有相当强烈的铅垂方向的运动。 (4)热层主要特点:空气密度极小,温度随高度增高儿上升。 (5)散逸层主要特点:空气极其稀薄,大气分子不断向星际空间逃逸。 2.什么是国际标准大气?

答:国际标准大气是由国际性组织(如国际民用航空组织、国际标 准化组织)颁布的一种“模式大气”,它依据实测资料,用简化方程近似地表示大气温度、密度和压强等参数的平均铅垂分布,并排列成表,形成国际标准大气表。 3.大气的状态参数有哪些? 答:大气的状态参数是指它的压强P 、温度T 、密度ρ这三个参数。 对一定数量的气体,这三个参数就可以决定它的状态。它们之间的关系,可用气体状态方程表示,如下 RT ρ=P 4.什么是大气的粘性? 答:大气的粘性是空气在流动过程中表现出的一种性质,主要是由 于气体分子作不规则运动的结果。 5.何谓声速与马赫? 答:声速是指声波在物体中传播的速度。空气被压缩的程度与声 速成反比,与飞机飞行速度成正比,要衡量空气被压缩程度 的大小,就用马赫Ma 来表示,a v M a =。 6.什么是飞行相对原理? 答:在实验研究和理论分析中,往往采用让飞机静止不动,而空气 以相同的速度沿相反的方向流过飞机表面,此时在飞机上产生的空气动力效果与飞机以同样的速度在空气中飞行所产生的空气动力效果完全一样,这就是飞行“相对运动原理”。 8.低速气流和超声速气流的流动特点有何不同?

大气污染成因与控制技术研究

“大气污染成因与控制技术研究”试点专项 2017年度项目申报指南建议 本专项总体目标是:深入落实《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”)和《加强大气污染防治科技工作支撑方案》,聚焦雾霾和光化学烟雾污染防治科技需求,通过“统筹监测预警、厘清污染机理、关注健康影响、研发治理技术、完善监管体系、促进成果应用”,构建我国大气污染精细认知-高效治理-科学监管的区域雾霾和光化学烟雾防治技术体系,开展重点区域大气污染联防联控技术示范,形成可考核可复制可推广的污染治理技术方案,培育和发展大气环保产业,提升环保技术市场占有率,支撑重点区域环境质量有效改善,保障国家重大活动空气质量。 本专项主要任务是:监测预报预警技术、雾霾和光化学烟雾形成机制、污染源全过程控制技术、大气污染对人群健康的影响、空气质量改善管理支持技术和大气污染联防联控技术示范等6项重点任务。本专项通过设立蓝天科研行动、蓝天科技产业行动和蓝天科技区域行动等三大行动计划以统筹各重点任务的实施,引导各任务在重点区域实现基础研究-共性技术-应用示范的融合。 2017年项目秉承专项实施方案的总体思路,在“大气十条”实施取得阶段性成果的新形势下,继续组织开展以上六大重点任务的科研攻关,为提升“大气十条”实施成效和持续改善环境空气质量提供科技支撑。

2016年已部署安排93个项目,其中一般项目37个,青年项目56个。2017年拟安排支持不超过33个项目(不再安排青年项目),约占专项总任务的30%左右。用于典型应用示范类项目的中央财政资金不超过该专项中央财政资金总额的30%。项目执行期3-5年。如指南未明确支持项目数,对于同一指南方向下采取不同技术路线的项目,可以择优同时支持1-2项,根据中期评估结果再择优继续支持。除有特殊要求外,所有项目均应整体申报,须覆盖全部考核指标。每个项目下设任务(课题)数不超过10个,承担单位数不超过20个。 本专项2017年项目申报指南如下: 1. 监测预报预警技术 1.1大气自由基及纳米颗粒物化学组分在线测量技术 研究内容:研发大气自由基及活性含氮化合物、纳米级颗粒物及化学组分粒径分布等现场在线测量技术与设备,实现环境大气化学反应和气粒转化过程中关键物种的高灵敏快速检测。 考核指标:建成高灵敏在线测量系统,满足研究大气二次污染形成机理的要求。 拟支持项目数:拟部署项目2项。 有关说明:每份申报书只能针对大气自由基和纳米颗粒物中的一项进行申报。 1.2陆地边界层大气污染垂直探测技术 研究内容:研发和集成边界层内外主要大气污染物、大

2014《沉积盆地成因学》复习资料

《沉积盆地成因学》复习资料 一、岩石与岩石圈变形 1、区分体力(body force)、面力(surface force)和应力(stress) 体力(body force)在固体内处处存在,与其体积或质量呈正比,又称质量力。地球引力引起的重力和地球自转引起的惯性力是岩石圈中岩石受到的两种最重要的体力。 面力(surface force)作用于物体的外表面,又称接触力。面力的大小与受力表面积和表面的方向相关。水平表面上受到的垂直面力随深度呈线性增加。 应力(stress)是在体力或面力作用下引起的,是作用在物体内或表面单位面积上的力。垂直表面的为正应力(σ),平行表面的为剪应力(τ)。 2、什么是静岩压力? 地质学中常用静岩压力来描述地下深处岩石纯粹由于上覆岩层重量引起的应力状态,它造成对底面A的垂直压应力为:σ1= ρgh。 3、目前有几种地壳均衡模型?Platt模型与Airy模型差别是什么? 20世纪初,J. F. 海福德、海伊斯卡宁(W. A. Heiskanen)和韦宁·迈内兹(F. A. Vening Meinesz)等人进一步完善了普拉特和艾里的假想,形成3种地壳均衡学说:普拉特-海福德模型、艾里-海伊斯卡宁模型和韦宁·迈内兹模型。 4、影响岩石变形的因素有哪些?各自会对岩石变形发生怎样的影响?这些因素在岩石圈变形中会发生作用吗? (1)影响岩石变形的因素 外界因素:围压:围压增大,岩石的强度极限增大,韧性增大 T-P联合作用! 缓慢的永久性变形,称为蠕变。 内部因素:各向异性:各种面理会成为先存薄弱面,岩石的极限强度会随主应力轴与各向异性构造的方位变化而变化。 (2)有三个参数决定了岩石发生脆性变形或韧性变形:压力、温度和应变速率。 5、区分Byerlee定律和内维尔-库仑破裂准则。 脆性破裂的发生取决于正应力N何时超过岩石内潜在摩擦阻力F,二者的比值等于摩擦系数(f),或内摩擦角的正切(tan?):F/N = f = tan?。 Byerlee(1978)通过一系列实验后发现,在应力很低时,摩擦系数会因材料而不同,在应力为5-100 MPa时,摩擦系数与材料间对比关系变差,而当正应力超过200 MPa后,摩擦系数不再材料相关,有:F = aN + b这就是著名的Byerlee定律。在压力>2kbar(200MPa)时,系数a和b分别为0.6和0.5 kbar。 Byerlee 定律的形式与内维尔-库仑破裂准则(Nevier-Coulomb failure criterion )相同:τc= σtan ? + C式中τc为破裂的临界剪切应力,σ为正应力,?为内摩擦角,C为正应力等于零时岩石的强度,称粘度。

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