Sloshing

Berta Kraus Kann 13, 2016 S 13 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

In der Fluiddynamik, bezieht Schwall zur Bewegung der Flüssigkeit in einem anderen Objekt. Streng genommen muß die Flüssigkeit eine freie Oberfläche, um eine Sloshing Problem, wenn sich die Dynamik der Flüssigkeit kann mit dem Behälter zusammenwirken, um die Systemdynamik erheblich verändern bilden. Wichtige Beispiele sind Treib slosh in Raumfahrzeugtanks und Raketen, und Fracht slosh in Schiffen und Lastwagen den Transport von Flüssigkeiten. Allerdings ist es üblich geworden, um den flüssigen Bewegung in einem vollständig gefüllten Tanks beziehen, dh ohne eine freie Fläche, die als "Kraftstoff slosh". Eine solche Bewegung wird durch "Trägheitswellen" aus und können eine wichtige Wirkung bei Spinnen Raumfahrzeugdynamik sein. Umfangreiche mathematische und empirischen Beziehungen abgeleitet worden sind, um Flüssigkeitsschwall zu beschreiben. Diese Arten von Analysen sind in der Regel durchgeführt unter Verwendung von Computational Fluid Dynamics und Finite-Elemente-Methoden, um die Fluid-Struktur-Interaktion Problem zu lösen, vor allem, wenn der Feststoffbehälter ist flexibel. Relevante Fluiddynamik dimensionslosen Parameter umfassen die Bond-Nummer, die Weber-Zahl und die Reynolds-Zahl.

Slosh ist ein wichtiger Effekt für Raumfahrzeuge, Schiffe und einigen Flugzeugen. Slosh war ein Faktor in der Falcon 1 Sekunde Testflug-Anomalie und hat in verschiedenen anderen Raumfahrzeugen Anomalien, einschließlich einer in der Nähe der Katastrophe mit der Near Earth Asteroid Rendezvous Satelliten in Verbindung gebracht.

Raumfahrzeug-Effekte

Flüssigkeitsschwall in der Schwerelosigkeit ist relevant für Raumfahrzeuge, am häufigsten Satelliten in der Erdumlaufbahn und zu berücksichtigen, Oberflächenspannung der Flüssigkeit, die die Form des Flüssigkeitsschwall verändern kann dauern. Typischerweise wird ein Großteil der Massenanteil eines Satelliten ist flüssiges Treibmittel auf / an Beginn des Lebens, und slosh kann sich negativ auf Sat-Leistung in einer Reihe von Möglichkeiten. So kann beispielsweise Treib slosh Unsicherheit in Raumfahrzeuglage, die oft Jitter genannt wird einzuführen. Ähnliche Phänomene Pogoeffekt verursachen und kann in einem strukturellen Versagen des Raumfahrzeugs zur Folge haben.

Ein weiteres Beispiel ist problematisch, die Interaktion mit dem Raumfahrzeug-Lagesteuerungssystem, insbesondere für die Spinnerei Satelliten, die Resonanz zwischen Schwall und Nutation, oder unerwünschte Änderungen an der Rotationsträgheit leiden. Aufgrund dieser Risikoarten, in den 1960er Jahren die National Aeronautics and Space Administration weitgehend flüssigen slosh in Raumfahrzeugtanks untersucht, und in den 1990er Jahren unternahm die NASA Middeck 0-Gravity Dynamics Experiment auf dem Space Shuttle. Die Europäische Weltraumorganisation hat diese Untersuchungen mit der Einführung des SLOSHSAT fortgeschritten. Die meisten Spinnraumfahrzeugen seit 1980 wurden auf Fallturm Applied Dynamics Laboratories unter Verwendung von Sub-Modelle getestet. Umfangreiche Beiträge wurden auch von der Southwest Research Institute gemacht worden, aber Forschung in Hochschulen und der Industrie weit verbreitet.

Forschung weiterhin in slosh Auswirkungen auf die in-Raum-Treib Depots. Im Oktober 2009 hat die Air Force und United Launch Alliance durchgeführt eine experimentelle On-Orbit Demonstration auf einem modifizierten Centaur-Oberstufe auf dem DMSP-18 Satellitenstart, um zu verbessern "Verständnis der Treib Absetz- und slosh." "Das geringe Gewicht von DMSP-18 erlaubt £ 12.000 der verbleibenden LO2 und LH2 Treibmittel, 28% der Centaur die Fähigkeit," für die On-Orbit-Tests. Die Post-Raumsonde Mission Verlängerung lief 2,4 Stunden vor dem geplanten deorbit brennen hingerichtet wurde.

CRYOTE und Sphären-Slosh: NASA Launch Services-Programm ist auf zwei laufende slosh Fluiddynamik Experimente mit Partnern zusammen. ULA hat zusätzliche kleine Demonstrationen der kryogenen Fluid-Management mit Projekt CRYOTE in 2012-2014 geplant, die zu einer ULA Groß Kryo-sat Treib Depot Test unter der NASA Flaggschiff Technologie-Demonstrations-Programm im Jahr 2015 SPHÄREN-Slosh mit Florida Institute of Technologie und Massachusetts Institute of Technology wird prüfen, wie Flüssigkeiten bewegen sich im Inneren von Behältern in der Schwerelosigkeit mit den Sphären Testbed auf der Internationalen Raumstation.

Praktische Auswirkungen

Schwappen oder Verschieben Fracht, Wasserballast, oder eine andere Flüssigkeit kann verheerende Kentern von Schiffen durch freie Oberflächeneffekt zu bewirken; Dies kann auch Lastkraftwagen und Flugzeugen.

Die Wirkung der Schwall wird verwendet, um die Sprungkraft eines Rollhockey Ball zu begrenzen. Wasserschwall können die Rückprallhöhe eines Kugel deutlich reduzieren, aber einige Flüssigkeitsmengen scheinen auf einen Resonanzeffekt führen. Viele der Bälle für Rollhockey üblichen Wasser enthalten, um die Prallhöhe zu reduzieren.

  Like 0   Dislike 0
Vorherige Artikel PHP Quebec
Nächster Artikel Tachyonen in der Fiktion
Bemerkungen (0)
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha