Degree: M.S.
Major: Mechanical Engineering
Thesis Title: Simulation analysis and experimental vertification of gas-driven asteroid sampling and delivery device (气体激励式小行星采样与送样特性仿真分析与实验验证)
- 基于连续相、离散相数值模拟理论，构建了CFD-DEM耦合仿真模型，在Fluent软件中根据实际工况设置了仿真模型和条件参数，在EDEM软件中定义了三种颗粒离散元模型，并沉积生成了颗粒床以模拟小行星表壤颗粒分布。
- 分别构建了一级气体激励采样装置和二级联合气体激励采样送样装置简化模型，采用预先设置的CFD-DEM耦合计算模型数值模拟样品采集过程，综合研究了装置结构、进气角度、压力设置、星壤模型、小行星物理环境与采样送样效率的作用规律，分析了气体流线、压力分布、颗粒速度等仿真实验结果，提出了采样送样装置最优进气角度并对装置进行了功能验证。
- 基于前期理论研究和仿真实验结果，确定了采样送样装置总体方案，由气动单元、末端采样单元、样品输送单元和样品收集单元组成，对各组成单元进行了详细的机械结构设计。末端采样单元设计为圆柱形中空罩，罩壁布置上下两层气体喷嘴，吹起小行星表层样品颗粒并将其运送至样品收集单元。
- 搭建了一级气体激励采样实验台，调整一级喷嘴角度，采用规则球形泡沫球模拟星壤颗粒，进行了仿真对照实验，对比地面实验结果和仿真实验结果发现两者重合度较高，验证了仿真方法的正确性，根据仿真实验提供的最优结构参数设计了完整的二级联合气体激励采样送样一体化装置。
Award:
- 哈尔滨工业大学优秀学生