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月球环境下典型尖锐月尘的射流除尘影响因素研究

方睿涵 杨佳鑫 于洋 冯昱龙 崔玉红

方睿涵, 杨佳鑫, 于洋, 冯昱龙, 崔玉红. 月球环境下典型尖锐月尘的射流除尘影响因素研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0130
引用本文: 方睿涵, 杨佳鑫, 于洋, 冯昱龙, 崔玉红. 月球环境下典型尖锐月尘的射流除尘影响因素研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0130
Study on Influencing Factors of Jet Dust Removal for Typical Sharp Lunar Dust under Lunar Environment Conditions[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0130
Citation: Study on Influencing Factors of Jet Dust Removal for Typical Sharp Lunar Dust under Lunar Environment Conditions[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0130

月球环境下典型尖锐月尘的射流除尘影响因素研究

doi: 10.11728/cjss2025-0130
基金项目: 中国空间技术研究院CAST创新基金项目(CAST-202312001)

Study on Influencing Factors of Jet Dust Removal for Typical Sharp Lunar Dust under Lunar Environment Conditions

  • 摘要: 月球环境下月尘的粘附污染是探月任务亟需解决的关键问题,射流除尘为一种高效主动清除技术,本文探讨月球环境下典型尖锐月尘的射流除尘影响因素。首先,通过地面模拟实验,探索了射流除尘的影响因素。地面实验结果表明,较大的射流喷口半径、射流夹角、喷口距原点距离及气体滞止压力均能显著提升除尘率;射流喷口半径从1mm增大到4mm,最终清除率从82.09%升至97.83%;射流角度从15°增大到90°,最终清除率从80.31%升至99.99%。进一步,采用了典型尖锐月尘接触模型和稀薄气体动力学DSMC算法,通过流场-模拟月尘耦合的离散元法数值模拟了射流除尘的月尘清除率及其影响因素,分析了月球环境下由温差和电势差导致的力电热影响。数值模拟结果表明,随着月表电势从10V增至25V,最终清除率由88.92%提高至94.10%;当温度差从0K增加至300K时,最终清除率从88.92%提升至91.60%。最后,通过对比分析实验与模拟结果,验证了数值模型的精确性,并给出了射流除尘影响因素、典型月尘的尖锐棱角特性及力电热效应对射流除尘率的影响特征。研究系统揭示了月球环境下射流除尘影响参数、典型尖锐月尘射流清除率以及射流除尘的力电热特性。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-30
  • 录用日期:  2026-01-28
  • 修回日期:  2026-01-11
  • 网络出版日期:  2026-05-08

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