基于deluxeFETI-DP并行算法的矩形太阳翼展开动力学高效仿真

1

作者 兰靖杰 张世雄 +1 位作者 荣吉利 刘铖 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1897-1909,共13页

随着柔性太阳翼等可展开空间结构向轻量化和大型化方向发展,其展开过程常面临大转动和大变形等非线性动力学问题。通常采用柔性多体系统动力学方法构建高维非线性模型,以精确预测此类复杂动力学行为。然而,计算效率低下已成为限制该数... 随着柔性太阳翼等可展开空间结构向轻量化和大型化方向发展,其展开过程常面临大转动和大变形等非线性动力学问题。通常采用柔性多体系统动力学方法构建高维非线性模型,以精确预测此类复杂动力学行为。然而,计算效率低下已成为限制该数值模拟方法的主要瓶颈。为解决这一问题,基于有限元撕裂与连接-对偶原始(FETI-DP)并行算法,引入deluxe缩放方法用于柔性多体系统动力学仿真。该方法通过耦合子域界面的刚度矩阵,利用矩阵组合构造加权因子,平衡材料系数差异导致的刚度矩阵量级不均,从而优化界面方程的条件数,减少迭代次数。最后,基于deluxe FETI-DP并行算法对矩形太阳翼展开动力学进行高效仿真,并与串行算法及传统FETI-DP算法进行对比研究。数值结果表明,deluxe FETI-DP算法的仿真计算效率较串行算法提高了70.98%,较传统FETI-DP算法提高了64.16%。上述并行算法研究为大型矩形太阳翼展开动力学的高效仿真提供了理论参考。 展开更多

关键词 deluxe FETI-DP 并行算法 矩形太阳翼 展开动力学

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空间飞网抛射展开动力学建模与仿真 被引量：46

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作者 于洋 宝音贺西 李俊峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1289-1296,共8页

空间飞网是由轻质绳索编织的在轨展开网状物体,主要用于在轨捕获。作为在轨服务的关键技术之一,飞网捕获技术受到国际空间技术领域越来越广泛的关注。当前国际上空间飞网的展开方式主要有三种:旋转展开、刚性构件支撑展开和直接抛射展... 空间飞网是由轻质绳索编织的在轨展开网状物体,主要用于在轨捕获。作为在轨服务的关键技术之一,飞网捕获技术受到国际空间技术领域越来越广泛的关注。当前国际上空间飞网的展开方式主要有三种:旋转展开、刚性构件支撑展开和直接抛射展开。其中,直接抛射展开方式的发射装置结构最为简单,但飞网的动力学行为最为复杂。本文针对飞网直接抛射展开的动力学过程,建立了正方形绳网、牵引质量块和发射器机构的力学模型,提出了飞网抛射效果的衡量标准,分析了影响飞网抛射效果的主要因素。为了分析飞网展开过程,建立了正方形空间飞网运动的解析模型;应用绝对节点坐标方法建立了正方形空间飞网的有限元模型,并在软件THUsolver上进行了数值仿真。本文选取多种不同工况,应用上述两类模型进行计算和仿真,并分析结果数据,得到主要因素对空间飞网抛射效果的影响。两类模型所得定性结论相一致。 展开更多

关键词 空间飞网 展开动力学 柔性多体系统 有限元模型

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太阳帆充气支撑管展开动力学分析 被引量：16

3

作者 崔乃刚 刘家夫 +1 位作者 邓连印 荣思远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1521-1526,共6页

太阳帆可以通过气体驱动支撑管而展开。针对太阳帆充气展开方式,分别对"Z"型8折管整体与分段充气模型建立有中心刚体与无中心刚体约束两种情况的有限元模型;针对分段充气模型,根据充气装置的位置分别建立自由端与固支端充气... 太阳帆可以通过气体驱动支撑管而展开。针对太阳帆充气展开方式,分别对"Z"型8折管整体与分段充气模型建立有中心刚体与无中心刚体约束两种情况的有限元模型;针对分段充气模型,根据充气装置的位置分别建立自由端与固支端充气模型。应用动力学显式求解软件LS-DYNA进行太阳帆支撑管充气展开仿真模拟,并对仿真结果进行了分析。 展开更多

关键词 太阳帆 充气支撑管 展开动力学 有限元模型

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空间折叠薄膜管的充气展开动力学实验研究 被引量：8

4

作者 卫剑征 谭惠丰 +1 位作者 苗常青 赫晓东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期202-207,共6页

空间折叠薄膜管是空间充气展开结构的基本支撑部件,Z形折叠是充气展开管的基本折叠方式之一.针对空间微重力环境,建立了折叠薄膜管的充气展开实验系统,采用气浮导轨,解决了地面重力对充气展开过程的影响;采用非接触式的光电测量方式,有... 空间折叠薄膜管是空间充气展开结构的基本支撑部件,Z形折叠是充气展开管的基本折叠方式之一.针对空间微重力环境,建立了折叠薄膜管的充气展开实验系统,采用气浮导轨,解决了地面重力对充气展开过程的影响;采用非接触式的光电测量方式,有效地避免了接触式传感器对充气展开过程的干扰.针对V形折叠薄膜管,研究了不同的充气流量、薄膜管尺寸效应以及展开端有无有效载荷对充气展开动力学特性的影响;通过实验研究,选择充气流量、管子直径和载荷质量为主定参量,对充气展开过程进行量纲分析和实验误差分析,结果表明,折叠薄膜管的充气展开最大速度与充气的体积流量成正比,与管直径的立方成反比. 展开更多

关键词 薄膜管 充气 展开动力学 气浮导轨 量纲分析

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UltraFlex太阳翼有序展开动力学建模与分析 被引量：8

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作者 辛鹏飞 刘志超 +3 位作者 荣吉利 刘铖 吴志培 刘宾 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期262-269,共8页

针对刚柔耦合的圆形薄膜UltraFlex太阳翼结构动力学建模与分析困难、微重力下薄膜运动复杂和展开精度要求高的问题,搭建了UltraFlex展开动力学数值分析模型,分析了扭簧和绳索驱动下UltraFlex的有序展开动力学特性。基于绝对坐标方法建... 针对刚柔耦合的圆形薄膜UltraFlex太阳翼结构动力学建模与分析困难、微重力下薄膜运动复杂和展开精度要求高的问题,搭建了UltraFlex展开动力学数值分析模型,分析了扭簧和绳索驱动下UltraFlex的有序展开动力学特性。基于绝对坐标方法建立包含柔性附件和柔性薄膜的UltraFlex动力学模型,采用两步检测算法处理薄膜间的复杂接触碰撞问题,利用扭簧逐步释放扭矩的方法驱动结构有序展开,通过控制绳索释放速率的方法完成移动箱板的转动规划和限位跟踪,提高展开位置精度。将该展开驱动策略运用到NASA实际样机尺寸的UltraFlex分析模型中,仿真结果表明该展开策略能够使得UltraFlex结构高精度、有序、稳定地展开;绳索始终处于张紧状态,最大拉力为62.5N;薄膜展开过程复杂,重复出现张紧、回弹的现象,最终趋于稳定。 展开更多

关键词 UltraFlex太阳翼 刚柔耦合 展开动力学 接触碰撞

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考虑摩擦的周边桁架式可展天线展开动力学分析 被引量：31

6

作者 赵孟良 关富玲 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期220-226,共7页

结合一种周边桁架式可展天线的模型制作,介绍了该类天线的总体布局、展开收纳机理和设计要点; 然后提出了切实有效的数学算法,有效地构造了约束方程及其Jacobi矩阵,实时地模拟了结构收纳过程的约束条件,采用广义逆矩阵的方法分析了周边... 结合一种周边桁架式可展天线的模型制作,介绍了该类天线的总体布局、展开收纳机理和设计要点; 然后提出了切实有效的数学算法,有效地构造了约束方程及其Jacobi矩阵,实时地模拟了结构收纳过程的约束条件,采用广义逆矩阵的方法分析了周边可展桁架运动过程;研究了摩擦这一非线性因素在其展开过程中的作用机理,建立其展开动力学模型,实现了考虑摩擦的周边桁架式可展天线结构展开动力学分析．编制了仿真程序进行算例分析,验证了分析方法的有效性． 展开更多

关键词 周边桁架 可展天线 结构设计 摩擦 展开动力学分析

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可折叠航天结构展开动力学分析 被引量：4

7

作者 陈务军 关富玲 陈向阳 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第4期397-402,共6页

以欧拉参数为广义坐标（准坐标），相对角速度和相对移动速度为广义速率，采用Ｋａｎｅ方程的Ｈｕｓｔｏｎ 形式建立多体系统的运动力学方程。由伪上三角分解求约束Ｊａｃｏｂｉ矩阵的正交补阵，约简约束力，从而将运动方程由微分几何... 以欧拉参数为广义坐标（准坐标），相对角速度和相对移动速度为广义速率，采用Ｋａｎｅ方程的Ｈｕｓｔｏｎ 形式建立多体系统的运动力学方程。由伪上三角分解求约束Ｊａｃｏｂｉ矩阵的正交补阵，约简约束力，从而将运动方程由微分几何方程（ＤＡＥ）变为常微分方程（ＯＤＥ），并由Ｇｅａｒ 法对ＯＤＥ积分求出运动历程。最后给出一伸展臂数值分析算例。 展开更多

关键词 可折叠 航天结构 运动学方程 展开动力学分析

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大型抛物柱面天线展开动力学分析与展开过程控制

8

作者 陈金宝 宋志成 +3 位作者 陈传志 董家宇 王治易 张俞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期496-508,共13页

为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了... 为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了天线可展支撑机构基本模块的动力学方程集与约束方程集。然后,通过子模块组装的方式实现对超大型支撑机构的动力学快速建模,并进一步提出逐块缩聚与递归的动力学微分方程高效求解算法。最后,基于非线性展开过程反馈控制策略实现了抛物柱面可展支撑机构该类强非线性系统的展开稳定控制。结果表明,该控制方法能显著降低可展支撑机构展开过程中的速度峰值,有效提高了大型抛物柱面天线展开过程中的展开同步性。 展开更多

关键词 抛物柱面天线 绝对节点坐标法 柔性多体系统 展开动力学 速度反馈控制

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考虑铰摩擦的太阳翼展开动力学研究 被引量：3

9

作者 段柳成 李海泉 +1 位作者 刘晓峰 蔡国平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第12期1308-1319,共12页

研究了空间漂浮航天器太阳翼的展开动力学与控制问题.采用单项递推组集方法建立了太阳翼展开与锁定过程的动力学模型,利用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献,通过补充含摩擦铰物体的系统动平衡方程构建了系统封闭的动力学方... 研究了空间漂浮航天器太阳翼的展开动力学与控制问题.采用单项递推组集方法建立了太阳翼展开与锁定过程的动力学模型,利用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献,通过补充含摩擦铰物体的系统动平衡方程构建了系统封闭的动力学方程.通过与ADAMS软件仿真结果的对比,验证了所建模型的正确性.研究结果显示,所建模型能够有效地对太阳翼的展开过程进行描述,铰摩擦会对系统的动力学行为产生影响,PD控制方法能够较好地抑制太阳翼展开所引起的航天器的姿态漂移. 展开更多

关键词 太阳翼 展开动力学 单项递推组集 摩擦 PD控制

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考虑铰摩擦的柔性太阳阵展开动力学研究 被引量：2

10

作者 段柳成 李海泉 +1 位作者 刘晓峰 蔡国平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期957-970,共14页

研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动... 研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动力学模型中引入3-D鬃毛摩擦模型来研究铰链的摩擦特性对太阳阵展开动力学的影响.所建动力学模型的正确性通过与商业软件ADAMS和NASTRAN的联合仿真对比得到了验证,该模型能够有效地预测太阳阵的展开历程以及航天器姿态的动态行为. 展开更多

关键词 柔性太阳阵 展开动力学 铰摩擦 单向递推组集 虚功率原理

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考虑驱动索柔性的网状天线展开动力学分析 被引量：2

11

作者 杨癸庚 卫鑫鹏 +2 位作者 李鹏阳 汤奥斐 孔令飞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第9期1369-1375,共7页

为综合考虑铰链摩擦、索网张力及驱动绳索柔性对环形桁架式网状可展开天线展开过程的影响,建立了包含驱动绳索-滑轮的环形桁架天线系统动力学模型。采用基于位置控制的展开策略对天线的展开过程进行运动规划,实现展开角加速度的峰值最小... 为综合考虑铰链摩擦、索网张力及驱动绳索柔性对环形桁架式网状可展开天线展开过程的影响,建立了包含驱动绳索-滑轮的环形桁架天线系统动力学模型。采用基于位置控制的展开策略对天线的展开过程进行运动规划,实现展开角加速度的峰值最小化,并获取驱动绳索的最优输入轨迹;采用Bushing力法建立驱动绳索的动力学模型,并将索网张力等效为作用在桁架铰链上的时变外载荷,进而得到天线整体系统的动力学模型。仿真案例结果表明,驱动绳索的柔性、展开时间等参数会对展开过程中的展开角加速度和驱动索力产生显著影响,可为实际工程中环形桁架天线的展开过程控制提供参考。 展开更多

关键词 环形桁架天线 展开动力学 驱动绳索柔性 驱动索力 展开时间

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动滑轮系统对延伸喷管展开动力学的影响 被引量：2

12

作者 陈鹏 任全彬 尤军峰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期556-561,共6页

为研究延伸喷管作动筒内部动滑轮系统对喷管整体展开动力学特性的影响,建立了延伸喷管运动分析模型,获得了简化下的展开过程解析解。通过仿真分析,得出在摩擦力的作用下,随着动滑轮预紧力的增大,展开到位前平均速率呈现先增大后减小的趋... 为研究延伸喷管作动筒内部动滑轮系统对喷管整体展开动力学特性的影响,建立了延伸喷管运动分析模型,获得了简化下的展开过程解析解。通过仿真分析,得出在摩擦力的作用下,随着动滑轮预紧力的增大,展开到位前平均速率呈现先增大后减小的趋势,在40 N附近达到极大值;同时,随着预紧力的增大,平衡状态下锁紧机构的逐渐到位,在大于65 N后可以完全锁紧。对喷管展开后动滑轮的脱开现象进行了分析,计算得出在理想条件下,预紧力大于62 N后,可避免动滑轮系统的脱开。仿真结果与实验结果吻合较好,且解释了实验中存在的现象。仿真计算为动滑轮系统与延伸喷管整体的优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 延伸喷管 动滑轮 展开动力学 数值模拟

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月面探测器圆形薄膜太阳翼展开动力学建模与分析 被引量：2

13

作者 辛鹏飞 吴跃民 +3 位作者 荣吉利 危清清 刘宾 刘鑫 《深空探测学报（中英文）》 2020年第3期255-263,共9页

美国公布的新一代月面着陆器搭载了圆形薄膜太阳翼,其具有展开/收拢比大、功率/质量比高的优点。针对该型太阳翼展开动力学建模与分析困难、月面重力环境下薄膜运动复杂、展开精度要求高的问题,以绝对节点坐标方法作为动力学建模的基础... 美国公布的新一代月面着陆器搭载了圆形薄膜太阳翼,其具有展开/收拢比大、功率/质量比高的优点。针对该型太阳翼展开动力学建模与分析困难、月面重力环境下薄膜运动复杂、展开精度要求高的问题,以绝对节点坐标方法作为动力学建模的基础,搭建了圆形薄膜太阳翼展开动力学数值分析模型;采用基于贝塞尔曲线的关节空间转角轨迹设计太阳翼结构展开策略,以完成轨迹规划与跟踪;通过前馈–反馈联合控制完成太阳翼箱板结构的限位跟踪,提高展开位置精度,抑制结构残余振动。将该展开控制策略应用到圆形薄膜太阳翼展开动力学分析中,仿真结果表明,该展开控制策略能够顺利展开太阳翼结构,同时有效降低结构展开后的残余振动,展开精度高。 展开更多

关键词 圆形太阳翼 展开动力学 轨迹规划 反馈控制

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模块化桁架索网天线找形与展开动力学研究 被引量：4

14

作者 常汉江 王碧 +2 位作者 罗凯 田强 胡海岩 《深空探测学报》 2017年第4期325-332,共8页

为了对单模块桁架索网天线展开动力学进行建模,首先,基于力密度法提出一种考虑桁架弹性变形的索网找形方法:渐近迭代力密度法;其次,基于绝对节点坐标法建立桁架刚柔耦合模型,采用等几何分析方法建立索网非线性有限元模型,进而根据第一... 为了对单模块桁架索网天线展开动力学进行建模,首先,基于力密度法提出一种考虑桁架弹性变形的索网找形方法:渐近迭代力密度法;其次,基于绝对节点坐标法建立桁架刚柔耦合模型,采用等几何分析方法建立索网非线性有限元模型,进而根据第一类拉格朗日方程建立天线刚柔耦合系统动力学方程,并采用广义–α方法对动力学方程进行高效数值积分;最后,对桁架索网天线展开过程的动力学特性进行了研究和分析。研究结果表明:索网找形方案满足天线反射面形面精度要求,得到均匀的索段张力分布;展开过程中桁架竖杆应力最大,在展开末段,驱动滑块对桁架产生较大冲击。 展开更多

关键词 桁架索网天线 找形方法 展开动力学 等几何分析

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含刚性体可展开结构的展开过程动力学分析方法 被引量：3

15

作者 吴明儿 项平 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期653-657,681,共6页

在可展结构中设置刚性体可以有效提高展开效率,保证形状精度,因此含刚性体可展结构具有较高的实用价值。刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,含任意形状刚性体可展结构的展开过程动力学分析比较困难。本文以笛卡尔坐标... 在可展结构中设置刚性体可以有效提高展开效率,保证形状精度,因此含刚性体可展结构具有较高的实用价值。刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,含任意形状刚性体可展结构的展开过程动力学分析比较困难。本文以笛卡尔坐标系下节点坐标及位移为变量,利用广义逆矩阵建立了一种通用的刚性体动力学方程,给出了利用Newmark-β法进行展开过程动力学分析的数值计算方法。通过算例分析及与ADAMS软件结果进行对比,验证了本文方法的正确性。与传统的多体系统动力学方法相比,该分析方法的优点是数学描述简洁明快,包含的未知量少,能够有效地分析含任意形状刚性体的可展开结构动力学问题。 展开更多

关键词 可展开结构 刚性体 展开动力学分析 广义逆矩阵 NEWMARK-Β法 ADAMS

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大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析 被引量：9

16

作者 史加贝 刘铸永 洪嘉振 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期789-796,共8页

由于存在大变形、非连续和大体量等特点,对大型太阳电池阵的展开过程进行动力学仿真面临着巨大的数值困难。基于共旋坐标法和无转动自由度的板壳理论,考虑柔性电池基板的几何非线性效应与电池板之间的接触碰撞,建立大变形柔性太阳电池... 由于存在大变形、非连续和大体量等特点,对大型太阳电池阵的展开过程进行动力学仿真面临着巨大的数值困难。基于共旋坐标法和无转动自由度的板壳理论,考虑柔性电池基板的几何非线性效应与电池板之间的接触碰撞,建立大变形柔性太阳电池阵的多体动力学模型。对大型的太阳电池阵的展开的动力学过程进行数值仿真,并对该过程中的复杂的动力学现象进行分析。研究结果给出了不同驱动下电池基板的响应、应力分布特征以及基板之间的碰撞规律。此项研究不仅为空间站大型太阳电池阵的设计和优化提供了参考依据,也为其它大型可展开空间结构的仿真提供了一种多体动力学分析方法。 展开更多

关键词 太阳电池阵 柔性多体系统 大变形 接触碰撞 展开动力学

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卫星太阳帆板展开的动力学仿真分析与应用 被引量：15

17

作者 金光 谢晓光 +1 位作者 谷松 张镝 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期745-753,共9页

研究了卫星帆板展开对整星姿态的影响,优化了展开策略.对单块帆板的展开进行了理论建模,得到了转动角度和时间关系的解析解;结合某卫星工程实际对单块帆板进行了ADAMS动力学仿真,建立了更接近实际的ADAMS模型和参数设置.通过搭建的单块... 研究了卫星帆板展开对整星姿态的影响,优化了展开策略.对单块帆板的展开进行了理论建模,得到了转动角度和时间关系的解析解;结合某卫星工程实际对单块帆板进行了ADAMS动力学仿真,建立了更接近实际的ADAMS模型和参数设置.通过搭建的单块帆板展开试验机构进行展开试验,测得了驱动力矩、阻力矩等参数,并对理论模型和ADAMS模型进行了参数修正.修正后的结果显示理论计算、仿真和试验结果相差在5％以内.对于10.6 kg帆板而言,驱动力矩每增加0.09 N·m,展开时间缩短0.4～0.5 s,冲击载荷相应增加400 N左右.修正过的ADAMS模型可应用于整星帆板展开动力学分析,得到不同展开策略对卫星姿态影响的大小,为展开模式的选择、姿态精确控制提供参考依据. 展开更多

关键词 太阳帆板 帆板展开 ADAMS动力学仿真 参数修正 整星姿态

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大型周边桁架式天线展开过程动力学建模仿真 被引量：6

18

作者 胡建峰 肖勇 赵志华 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第12期171-176,共6页

为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆以及锁网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰以及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。... 为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆以及锁网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰以及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。通过仿真分析,得到了电机驱动力和纵杆最大弯曲应力随展开时间变化的曲线。通过对仿真曲线的分析发现,当第一根斜杆开始锁定之后,驱动力整体呈大幅增长趋势;每当有斜杆锁定时,驱动力都会有一定幅度震荡。 展开更多

关键词 几何精确梁理论 一维移动介质单元 展开过程动力学

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双级延伸喷管高空展开过程动力学耦合仿真研究 被引量：5

19

作者 赵博文 田维平 +2 位作者 董新刚 宋学宇 曹涛峰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期127-137,共11页

带有延伸喷管的固体火箭发动机一般采用热分离方式进行级间分离,要求延伸喷管按照先点火、后展开的时序进行工作。因此,延伸喷管的展开过程实质上为一个燃气流动与延伸锥运动相互耦合影响的过程。为了详细分析和评估在燃气流场和延伸喷... 带有延伸喷管的固体火箭发动机一般采用热分离方式进行级间分离,要求延伸喷管按照先点火、后展开的时序进行工作。因此,延伸喷管的展开过程实质上为一个燃气流动与延伸锥运动相互耦合影响的过程。为了详细分析和评估在燃气流场和延伸喷管展开相互耦合影响下尾流的变化和延伸锥的展开情况,根据Fluent软件中的用户自定义函数(UDF)功能提出了一种耦合仿真方法,并据此对某型双级延伸喷管的展开过程进行了耦合仿真研究,得到了在延伸喷管展开过程中尾流的变化以及延伸锥的运动和气动力等参数随时间的变化情况。计算结果表明,在延伸喷管展开过程中,延伸锥及其展开机构所在的空腔内的温度出现短时剧烈波动,需对其进行一定的热防护;在高空工况下,流场气动力对延伸锥的展开主要为阻碍作用且影响较大,当气瓶初始压强低于1.0 MPa时,延伸锥可能出现无法展开的情况;耦合仿真结果可反映出发动机工作时延伸锥的实际展开情况,可对延伸喷管能源系统输入参数等设计提供指导。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 延伸喷管 展开动力学 尾流 耦合仿真

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可变几何桁架展开运动学和动力学分析 被引量：3

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作者 聂润兔 王学孝 +1 位作者 邹振祝 邵成勋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期33-36,共4页

对可变几何桁架（ＶＧＴ）结构展开运动学和动力学进行了系统分析。基于约束方程得到了运动学分析的递推公式；并利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理推导了ＶＧＴ展开的动力学方程；这些公式和方程简洁并具有规律性，适于计算机编程计算，通... 对可变几何桁架（ＶＧＴ）结构展开运动学和动力学进行了系统分析。基于约束方程得到了运动学分析的递推公式；并利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理推导了ＶＧＴ展开的动力学方程；这些公式和方程简洁并具有规律性，适于计算机编程计算，通过算例分析验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 可变几何桁架 展开运动学 展开动力学 空间站

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