微重力多相热流体动力学

课程编码：080103M06002H 英文名称：Microgravity Multiphase Thermal Fluid Dynamics 课时：20 学分：1.00 课程属性：专业研讨课 主讲教师：赵建福等

微重力多相热流体动力学是一门新兴学科，是微重力科学、多相流体力学与多相流热物理学等领域的重要发展前沿，在空间飞行器流体管理系统、热控系统、动力系统、载人航天器环境控制与生命保障系统等及众多空间科学实验中有着重要应用。本课程将系统梳理和介绍微重力多相热流体动力学的基础理论、国内外发展状况和最新成就，激发航天科技领域相关专业研究生提出问题、凝练思路并进而解决相关基础理论研究和应用技术开发中的实际问题的能力，同时对从事地面常重力及车载/舰载/机载变重力条件下的多相热流体系统研究的研究生也有借鉴和指导意义。

流体力学或流体力学导论或高等流体力学

第一章 绪论 2学时
第1节 微重力环境，微重力多相热流体动力学研究内容、方法与意义
第2节 研讨：依据学生专业方向和兴趣、志愿，进行分组和后续研讨方向选择
第二章 热力学与流体力学基础 2学时
第1节 相与相平衡
第2节 流体介质运动描述方法
第3节 流体运动基本方程
第4节 相界面间断关系
第三章 多相流基础 2学时
第1节 基本概念与参数
第2节 流型与流型转换
第3节 量纲分析与量级估计
第四章 颗粒动力学 2学时
第1节 单颗粒受力分析与单颗粒运动方程
第2节 颗粒群运动
第五章 核化与气泡生长 2学时
第1节 经典核化理论
第2节 生长气泡的热动力学
第六章 沸腾与凝结 4学时
第1节 池内沸腾：气泡动力学与传热，重力标度规律
第2节 流动沸腾：流型、传热、重力效应与重力无关性
第3节 流动冷凝：流型、传热、重力效应与重力无关性
第4节 多相流动与传热系统的稳定性
第七章 多相热流体动力学数值模拟 2学时
第1节 宏观尺度：基于连续介质模型的相界面描述方法与多相热流体动力学数值模拟
第2节 介观/微观尺度：多相热流体动力学的格子-玻尔兹曼方法与分子动力学模拟
第八章 微重力多相热流体动力学实验研究 2学时
第1节 空间实验平台资源与约束条件，空间实验装置研制与飞行流程
第2节 案例分析：实践10号卫星沸腾气泡箱研制与空间飞行实验任务
第九章 多相热流体动力学空间应用 1学时
第1节 嫦娥3号月球探测器封闭式两相热虹吸管技术，嫦娥5号热控分系统流体回路液体工质真空闪蒸排放，空间深冷环路热管中的多相热流体动力学
第十章 期末考试 1学时
第1节 课堂闭卷考试

赵建福，男，中科院力学所研究员，国科大岗位教授，Microgravity Science & Technology副主编，并担任空间科学学会常务理事与微重力专委会主任委员及力学学会、工程热物理学会、计量测试学会等相关专委会委员等。长期从事微重力多相热流体动力学基础及相关空间应用技术研发，先后完成了国际首次有人参与的气液两相流“和平号”空间站实验、3次池沸腾传热返回式卫星空间实验等多个系列空间与地基微重力科学实验，并参与了嫦娥三号月球探测器热控系统研制等。