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题名空间再入充气系统的大攻角气动及结构仿真研究
被引量：3
- 1
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作者
张章
吴杰
王立武
侯安平
曹旭
王奇
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机构
北京空间机电研究所中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室
北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室
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出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期80-86,共7页
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基金
国家自然科学基金(11602018)
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文摘
为描述空间再入充气系统在大攻角状态下的气动力与结构特性,利用CFD模型研究了不同攻角下的流场分布及气动力系数变化。同时建立了考虑内充压作用的有限元模型,并以高超声速流场作为输入,采用流固单向耦合的方法分析了不同攻角下的气动力对结构静力学特性的影响。研究表明:随攻角的增大,轴向力系数呈整体下降趋势,而法向力系数及俯仰力矩系数分别呈M型及W型变化趋势;此外,随着攻角的增加,结构最大应力整体呈上升趋势,并在45°攻角附近增幅最大。
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关键词
空间再入充气系统
高超声速流场
流固单向耦合
静力学特性
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Keywords
reentry inflatable aeroshel
hypersonic flow
one way fluid-structure interaction
static stress characteristics
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名空间再入充气结构的流固及热固单向耦合研究
被引量：2
- 2
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作者
张章
吴杰
侯安平
王立武
竺梅芳
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机构
北京空间机电研究所中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室
北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2018年第6期1061-1070,共10页
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基金
国家自然科学基金(11602018)
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文摘
为描述空间再入充气结构的非线性结构动力学行为,基于二维坐标系计算了再入返回过程中的弹道方程,利用CFD数值模拟研究了不同再入高度处的流场及表面热流分布。同时基于有限元理论建立了空间再入充气结构的有限元模型,研究了充气压力、薄膜厚度等材料非线性因素对静力学特性和模态特征的影响,并利用流固及热固单向耦合的方法,分析了考虑高超声速流场气动压力和气动热作用下空间再入充气结构的特性变化。研究表明:驻点最大热流密度随半锥角的增大而减小,随初始再入角的增大而增大;当飞行高度大于40km时需着重考虑气动加热效应对结构热应力及热模态的影响,而飞行高度小于40km时气动压力对结构静应力及模态特征影响更大。
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关键词
再入充气结构
内充压气体
弹道分析
流固单向耦合
热固单向耦合
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Keywords
inflatable re entry aeroshell
pressurized inflation gas
trajectoryequation
one way fluid-structure interaction
one way thermo structure interaction
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名充气式再入减速器动态气动载荷与结构特性研究
被引量：4
- 3
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作者
吴杰
张章
侯安平
王立武
王洁
曹旭
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机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
北京空间机电研究所中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期287-297,共11页
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基金
国家自然科学基金(11602018)
佛山市科技创新团队专项(2016lt100123)。
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文摘
针对充气式再入减速器在动态飞行环境下的结构特性变化问题,提出一种基于飞行轨迹参数的CFD动态边界条件加载方法,有效实现了飞行动力学与空气动力学之间的耦合。同时,建立考虑内充压气体热效应的流固耦合模型,较已有方法更全面地考虑了结构变形对流场的影响以及内充压气体状态参数的改变,突破了现有研究中未能完整考虑温度对结构特性影响的局限。利用此模型着重对比了再入过程中气动力与气动热对结构应力及一阶固频的影响,并研究了尺寸变化对结构特性的影响规律。研究发现单独考虑气动力与气动热作用时,结构最大应力分别升高至39.6 MPa与33.5 MPa,而适当减小半锥角和增多气囊数目有利于减小结构应力。本文研究为充气式再入减速器的强度校核及优化设计提供了有价值的参考。
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关键词
充气式再入减速器
结构特性
飞行轨迹参数
内充压气体
流固耦合
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Keywords
Inflatable reentry reducer
Structural characteristics
Flight trajectory parameters
Inflation gas
Fluid-solid coupling
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分类号
V475.9
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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