B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HC
VÀ CÔNG NGHỆ VIT NAM
HC VIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
PHM NGC CHUNG
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG NHIT CA V TINH NH
TRÊN QUỸ ĐẠO THP CHỊU TÁC DNG
CỦA MÔI TRƯỜNG NHIỆT VŨ TRỤ
Chuyên ngành: Cơ kỹ thut
Mã số: 9 52 01 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
K THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUT
Hà Nội 2019
Công trình được hoàn thành tại: Hc vin Khoa học và Công nghệ -
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Vit Nam
Người hướng dn khoa hc 1: GS. TSKH. Nguyn Đông Anh
Người hướng dn khoa hc 2: PGS.TS. Đinh Văn Mnh
Phn bin 1: GS.TS. Trần Ích Thịnh
Phn bin 2: GS.TS. Nguyễn Thái Chung
Phn bin 3: PGS.TS. Đào Như Mai
Luận án đưc bo v trước Hội đồng chm luận án tiến sĩ cấp Hc vin,
hp ti Hc vin Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học
Công nghệ Việt Nam vào hồi ..........., ngày ....... tháng ....... năm 2019
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư vin Hc vin Khoa học và Công nghệ
- Thư vin Quc gia Vit Nam
1
M ĐẦU
1. Tính cấp thiết ca luận án
Bài toán ng x phi tuyến của các hệ động lực vấn đề đưc
quan tâm nghiên cứu rộng rãi từ cộng đồng các nhà khoa học kỹ
thuật trên thế gii trong nhiu thp k vừa qua. Trong lĩnh vực công
ngh không gian, bài toán phân tích nhiệt v tinh là một trong nhng
bài toán phức tạp nhưng lại vai trò quan trọng bởi vì liên quan
đến s hoạt động của các thiết b v tinh trên quỹ đạo. Người ta
th tiếp cn giải bài toán phân tích nhiệt v tinh thông qua các công
c tính toán s được đóng gói trong các phần mềm chuyên biệt. Tuy
nhiên nhược điểm của cách tiếp cận này khối lượng tính toán ln
và mất nhiều tài nguyên máy tính. Khi thay đổi các thông số thiết kế,
quá trình tính có thể đòi hỏi phi thc hin li t đầu, dẫn đến s “đắt
đỏ” v chi phí thời gian tính toán. Hệ qu thể gim hiu sut
công việc mức độ nào đó. Trong nhiều tình huống, người ta ch ra
rằng phương pháp giải tích có thể chiếm ưu thế v s tin lợi thời
gian tính toán, th ước lượng nhanh đáp ng nhit ca mt
thành phần v tinh nào đó với độ chính xác nhất định. Tuy nhiên,
lĩnh vực phân tích nhiệt cho v tinh là lĩnh vực khá đặc thù, hin nay
rất ít các công cụ giải tích hiệu qu để gii quyết bài toán này
sự xut hin ca s hng phi tuyến bc bốn liên quan đến bc x
nhit, vốn gây kkhăn trong các tính toán giải tích. những lý do
bản trên tác giả đã chọn tên đề tài của luận án tiến
Nghiên cứu đáp ng nhit ca v tinh nh trên quỹ đạo thp chu
tác dụng ca môi trưng nhiệt vũ trụ” bằng việc đề xut mt công cụ
giải tích hiu qu sử dụng phương pháp tuyến tính hóa tương
2
đương theo tiêu chuẩn đối ngu mới được phát triển gần đây cho các
h động lc phi tuyến.
2. Mục tiêu nghiên cứu ca luận án
- Xây dựng c mô hình nhiệt một nút, hai nút nhiều nút với
các hình tải nhit khác nhau tác động lên vệ tinh nh trên quỹ
đạo thp của Trái đất.
- Tìm được nghim dưới dng giải tích của các phương trình cân
bng nhit ca v tinh bằng phương pháp tuyến tính hóa tương
đương theo tiêu chuẩn đối ngu.
- Nghiên cứu phân tích đưc mt s ng x định tính của
nhiệt độ v tinh trong các mô hình nhiệt.
3. Phạm vi nghiên cứu
Luận án giới hn trong phạm vi nghiên cứu các vệ tinh c nh
hoạt động qu đạo thp của Trái đất; mô hình nghiên cứu gii hn
một nút, hai nút, sáu nút và tám nút.
4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Luận án s dụng các phương pháp giải tích kết hp với các
phương pháp số, c th:
- S dụng c phương pháp tuyến tính hóa tương đương,
phương pháp xấp x theo Grande để tìm đáp ng ca mt s mô hình
nhit;
- S dụng phương pháp Runge-Kutta 4 gii s phương trình vi
phân cân bằng nhiệt làm sở để đánh gđộ chính xác của phương
pháp giải tích. S dụng phương pháp Newton-Raphson gii h đại s
phi tuyến thu được trong quá trình tuyến tính hóa phương trình cân
bng nhit.
4. B cc ca luận án
Luận án gồm phn M đầu; các Chương 1, 2, 3 4; phn Kết
lun; Danh mục các công trình nghiên cứu của tác giả liên quan đến
ni dung luận án, và Tài liệu tham kho.
3
CHƯƠNG 1
TNG QUAN V BÀI TOÁN PHÂN TÍCH NHIT V TINH
- Chương 1 trình bày các vấn đề tng quan v v tinh nh
hình nghiên cứu của bài toán phân tích nhiệt cho v tinh nh trên quỹ
đạo thp của Trái đất.
- qu đạo thp, v tinh chịu tác động ca ba ngun nhit
chính bao gồm: bc x mt tri trc tiếp, bc x albedo bc x
hng ngoi của Trái đất. Trong luận án, các tải này được thiết lp
dưới dạng các biu thc giải tích, chúng thể được x lý dễ
dàng cho các tính toán kỹ thut.
- Tác giả trình bày quá trình xây dựng mô hình nhiệt cho v tinh
nh dựa trên phương pháp tham s phân bổ để thu được h phương
trình vi phân phi tuyến cho cân bng nhit của các nút. Để đi đến
phương trình cân bằng nhiệt, tác giả din gii c th c biểu thức và
ý nghĩa vật cho các nút nhiệt, các tính chất nhiệt tương ng liên
quan đến bài toán phân tích nhiệt v tinh (chng hn nhit dung, h
s dn nhit, h s bc xạ…). Đối vi v tinh chuyển động trên quỹ
đạo thp của Trái đất, qtrình truyền nhit giữa các nút thông qua
hai hình thức truyn nhit ch yếu dẫn nhiệt bức x nhit (quá
trình đối lưu nhiệt được xem là không đáng k).
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐÁP NG NHIT CA V TINH NH
TRÊN QUỸ ĐẠO THP DỰA TRÊN MÔ HÌNH NHIỆT MỘT NÚT
2.1. Đặt vn đề
Phân tích nhiệt cho v tinh vấn đề quan trọng vì liên quan
đến s hoạt động của các thiết b v tinh khi chuyển động trên quỹ
đạo. Đối vi v tinh c nh, vấn đề phân tích nhiệt thể đưa về
hình nhiệt vi mt s nút nhất định. Trong chương này mô hình nhiệt