| 单位名称 | 清华大学 | 大赛年份 | 2024-2025年 | ||||
| 大赛届次 | 第19届 | 奖项 | 金奖 | ||||
| 发明人姓名 | 王沫然，田志国，王玥，张明宝 | ||||||
| 技术领域 | 机械制造与自动化, | ||||||
| 应用行业 | 核废料地下埋存，地质储能，非常规油气开发，高端制造及装备的密封与润滑 | ||||||
| 项目类别 | 专有技术 | ||||||
| 专利类型 | |||||||
| 专利情况 | 申请号 | 申请日期 | |||||
| 专利号 | 授权日期 | ||||||
| 计算机软件著作权证书登记号 | |||||||
| 项目简介 | 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新 控制力矩陀螺（CMG）是航天器的关键惯性执行机构。长时间高速旋转的特性使得CMG的润滑问题异常显著：润滑油供给速率要保持稳定，供给过快会导致搅拌效应过强而异常升温，供给过慢会导致润滑不足而损坏部件。最直观的数据是：发射时携带的4克润滑油需要稳定供给15到20年。我国的供油系统由致密多孔材料节流实现，实际工程应用中，稳态法的供油率测量通常需要20天左右。对于大量装配的CMG来说，耗时长成了工程瓶颈之一，快速检测成为重要需求。本项目利用脉冲衰减法测量过程中压力演化早期的数据来解析地给出渗透率的准确值，针对大压差下的脉冲衰减过程，推导得到了气体通过微孔介质高速瞬态流的理论渐近解，采用毛细管模型，基于均值简化的不可压缩纳维-斯托克斯方程来描述流体密度，捕捉质量流量主要特征，通过量级分析和渐近摄动展开法，推导了大压差下脉冲衰减过程的惯性解析解及其无量纲准则关系，并自主搭建了实验平台。项目对比了压力脉冲衰减法和稳态法测量低渗微孔介质的渗透率测量结果，二者基本符合。再进一步，与航天单位标准检测数据进行了双盲实验，对一百多个供油芯阀的测试对比表明：本项目预测的供油速率与标准稳态法测量供油速率吻合很好。 |
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| 2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面 本项目通过解决八十年悬而未决的多孔介质内气体高速渗流的惯性效应理论难题，诱导实现量级突破的革命性成果，在国际上率先提出了一种脉冲衰减法的新型快速解，实现了孔渗一体化检测，并自主搭建了实验平台，平台精度(0.1 nD)领先国际最优2个数量级(10 nD)。在实际应用方面，将航天器供油关键部件20天一轮的检测周期缩短至20分钟，检测效率提升约1000倍，实现了革命性创新。该设备已经被我国相关航天部门采购，助力中国航天事业发展。相关研究已发表学术论文15篇，授权国家发明专利6项，所发展的理论、技术和装备还可以辐射应用于核废料地下埋存、地质储能、非常规油气开发、高端制造及装备的密封与润滑等领域。 |
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| 项目进展阶段 | 小批量试用 | ||||||
| 备注 | |||||||