王 晶 ，徐向华 ，李西园 ，陶 涛 ，裴一飞

（1.可靠性与环境工程技术重点实验室，北京 100094；2.北京卫星环境工程研究所，北京 100094；3.清华大学 航天航空学院，北京 100084）

0 引言

空间站、载人飞船等载人航天器都必须有密封舱以维持正常大气环境供航天员工作、生活。而密封舱由于运行在空间微重力环境中，其内部无法形成自然对流。因此，载人航天器密封舱必须利用风机、风扇等通风设备使空气强迫对流[1]，以带走乘员、设备产生的废热和污染物，并维持舱内适宜的温度、湿度和风速分布。研究密封舱内的通风换热特性对于设计舱内通风系统乃至航天器的环控生保系统都具有重要的意义。

空间微重力环境下密封舱内部的传热、传质情况与地面重力环境下存在很大不同，没有“冷风下坠”或者“热羽流”现象[2]。目前在密封舱内空气传热的相关研究和工程中应用的方法主要有数值模拟和模拟试验。数值模拟主要是通过计算流体动力学（CFD）方法，采用商业流体模拟软件对密封舱内的空气流动速度场和温度场进行数值求解，进而分析其特性。针对方形空间内空气流动传热受浮力和剪切力的影响，Tian 等人[3-4]展开了大量的数值分析研究。数值模拟方法简便、快速、成本低，可以方便地模拟重力和各种边界条件，但其准确性需要 通过试验验证。而模拟试验的难点是消除重力对对流换热的影响。在地面产生微重力环境的常规手段（如落塔、探空火箭、飞机抛物线飞行等）不但费用很高，而且所能够提供的连续的微重力时间较短，难以进行换热试验。……