Ju LIU (M, 20–22)

Degree:M.S.

Major:Mechanical Engineering

Thesis Title:Design and Optimization of Variable Meta-Structure Solar Radiation Thruster (超结构光压矢量推进器的构型分析与优化设计)

  1. 基于光压的量子理论建立光与推进器相互作用关系,构建了光压预测模型。结合光压推进器的总体方案设计编写了数值模拟程序,对光束在推进器中的作用情况进行了仿真。给出了基于热力学模拟退火算法的优化方法,基于该方法实现了固定构型光压推进器的优化分析,优化得到推进器当运行在晨昏轨道时最大面内光推力4.15 µN/m2,相对于传统光帆理论最大值推力提升了25%,达到了超结构光帆理论极限的96%。
  2. 基于固定构型光压推进器的优化构型提出了折纸构型实现方案,基于折纸几何原理分析了在折叠过程中各量化参数的变化关系,利用热力学模拟退火算法优化设计了一款光通道形状可随光照条件的变化而改变的超结构光压矢量推进器,优化得到的矢量推进器在–30°轨道光照周期内平均可产生2.80 µN/m2,相对于传统光帆理论最大值推力提升了115%。
  3. 基于反射波瓣测试平台,从光推力合力的方向以及面内光推力的大小两个方面对超结构光压矢量推进器在入射角为–60°、–90°、–120°三种情况进行了实验,验证了优化模型的正确性,并评估了推进器的实际推进效能。

Award:

  1. 研究生一等学业奖学金
  2. 开题成绩优秀