空间两相系统实验平台

聚焦国家空间科学规划任务，发展新型空间实验载荷技术，面向空间两相系统科学主要研究方向建设空间在轨通用实验平台，支撑微重力气/液两相流动规律和相变传热特性的关键科学问题和工程技术研究。

依托我国首艘货运飞船“天舟一号”，成功研制了国际上首套集蒸发与冷凝组合科学实验和两相热控回路技术验证为一体的空间两相流体专用装置“蒸发冷凝实验装置”，也是我国迄今为止最复杂的空间流体物理科学实验装置。为我国空间站两相科学专用实验平台——“两相系统实验柜”的研制开展关键技术的飞行验证。

图1“天舟一号”蒸发冷凝实验装置

研制了我国空间站空间应用气液两相研究领域的通用实验平台“两相系统实验柜”，支持两相流动与相变传热的前沿方向开展系列空间科学实验研究与应用技术验证，突破了宽域光学观测、多功能热流控等多项关键技术，具有为空间两相科学实验提供气、液体工质定量、热控边界和气液循环利用等工质管理调控支持、多物理量场（温度场、速度场、界面形貌等）在线组合观测和数据采集，以及实验流程在轨管理等综合支撑能力，是目前国际上首个专用于空间两相系统研究的大型实验平台，将有利支撑我国载人航天工程应用及深空探测需求中空间应用两相系统研究。

图2“天宫空间站”两相系统实验柜

空间两相科学研究

地面实验、理论分析与空间实验相结合，对气液两相相变体系中的复杂流体界面现象与两相流动过程及其受重力的影响规律进行了长期的研究，先后搭载我国首颗返回式科学实验卫星“实践十号”和我国首艘货运飞船“天舟一号”开展了微重力环境下空间蒸发与冷凝热动力学现象的系列科学实验研究，均取得圆满成功，探索微重力条件下多物理效应相变换热强化和在轨流体管理方法，为空间热管理、（低温）推进剂管理与输运等空间应用提供技术支撑。

微重力流体物理及晶体生长模型化研究

针对半浮区法及提拉法等晶体生长过程中的关键科学问题，采用稳定性理论分析、数值模拟及实验相结合的方法，研究热对流稳定性对微重力条件下热流体简化模型耗散结构及材料制备过程的影响。利用流体力学和传热传质的概念，对碳化硅气相生长界面的流动-动理学理论和数值仿真开展研究。