临近空间飞行器多体分离多学科耦合仿真系统

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201808002

系统仿真学报 ›› 2018, Vol. 30 ›› Issue (8): 2826-2833.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201808002

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临近空间飞行器多体分离多学科耦合仿真系统

铁鸣, 方洪, 于盈, 禹彩辉, 王玲, 胡东飞

空间物理实验室,北京 100076

收稿日期:2018-07-10 出版日期:2018-08-10 发布日期:2019-01-08
作者简介:铁鸣(1976-), 男, 回族, 辽宁沈阳, 博士,研究员, 研究方向为复杂系统建模与仿真、智能建模与优化; 于盈(1990-), 女, 江苏泰兴, 硕士, 工程师, 研究方向为飞行器建模与仿真技术; 方洪(1988-), 男, 四川, 硕士, 工程师, 研究方向为流体力学。
基金资助:
国家自然科学基金(61773068)

Multidisciplinary Coupling Simulation System for Multi-body Separation Process of Near Space Vehicles

Tie Ming, Fang Hong, Yu Ying, Yu Caihui, Wang Ling, Hu Dongfei

Science and Technology on Space Physics Laboratory, Beijing 100076, China

Received:2018-07-10 Online:2018-08-10 Published:2019-01-08

摘要/Abstract

摘要： 临近空间飞行器分离过程涉及多体运动—非线性气动流场-结构应力场耦合特性,对分离方案的设计带来极大挑战。基于高精度分离过程仿真的实际需求以及目前的刚体动力学仿真模型的缺陷,研究了基于动力有限元的弹性体分离过程仿真建模方法,并考虑分离过程中气动流场、应力场与多体运动的耦合作用的仿真求解和高效数值模拟技术,建立了临近空间飞行器分离过程多学科耦合仿真试验系统,为分离方案提供了验证平台,并作为分离系统设计的重要依据。

关键词: 临近空间, 多体分离仿真, 多学科, 多物理场, 耦合

Abstract: The simulation of coupling dynamics from multi-body movement, flow field and structural stress field plays a significant role in the separation system design for a near space vehicle. In this paper, an elastic-body based multidisciplinary and multi-physics coupling simulation approach is proposed for the vehicle separation process. A multidisciplinary separation simulation system is developed, where the dynamic finite element simulation method for stress field, the high performance numerical simulation method for flow field and the multi-body movement simulation are combined. The proposed simulation system provides an efficient and accurate way to verify the separation scheme and the design of separation systems.

Key words: near space, multi-body movement simulation, multidisciplinary, multi-physics, coupling

中图分类号:

TP391

铁鸣, 方洪, 于盈, 禹彩辉, 王玲, 胡东飞. 临近空间飞行器多体分离多学科耦合仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(8): 2826-2833.

Tie Ming, Fang Hong, Yu Ying, Yu Caihui, Wang Ling, Hu Dongfei. Multidisciplinary Coupling Simulation System for Multi-body Separation Process of Near Space Vehicles[J]. Journal of System Simulation, 2018, 30(8): 2826-2833.

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