Proiectarea formei unui balon științific mare - ScienceDirect
Adăugați la Mendeley
Abstract
Baloanele științifice mari sunt folosite pentru a efectua cercetări în atmosfera superioară. Prin principiul lui Arhimede, un balon în echilibru la o altitudine fixă trebuie să deplaseze o cantitate de aer egală cu greutatea sa. Sistemul pe care îl modelăm aici include pelicula de balon, capacele de armare, benzile de încărcare și sarcina utilă. Considerăm două modele matematice pentru forma de proiectare a unui balon. Unul este un design în formă de con elipsoid. Condiția de echilibru dă naștere unei ecuații cubice a cărei soluție dă forma unică pentru un set dat de parametri de proiectare. Un al doilea model este designul de formă naturală, un sistem de ecuații diferențiale ordinare neliniare care este utilizat în mod obișnuit pentru modelarea formei baloanelor științifice mari. În ambele modele, capacele sunt incluse ca o grosime adăugată, astfel densitatea greutății filmului rezultată este discontinuă. Discontinuitățile din modelul de formă naturală sunt tratate cu o metodă de fotografiere paralelă. Prezentăm soluții numerice pentru diferiți parametri de proiectare și luăm în considerare aspectele legate de proiectarea eficientă a unui balon.