虚拟现实技术在飞行器级间分离仿真中的应用

主要讨论应用虚拟现实技术进行飞行器级间分离仿真分析的方法。给出了飞行器级间分离仿真时用于控制飞行器模型运动的虚拟世界结构,并且据此建立了一个包括飞行器模型和场景模型的虚拟世界。基于Mat-lab和Simulink,还给出了将虚拟世界与其它的计算程序结合起来的方法,实现计算、仿真、显示一体化。基于此框架,通过流体力学、飞行力学计算以及级间相对姿态和位置的计算和分析,研究讨论了飞行器级间分离碰撞干扰问题,为级间分离方案和分离机构设计提供了依据。

基于ADAMS的整流罩分离仿真技术研究

利用ADAMS等商用软件计算大型柔性整流罩分离时的呼吸变形及动包络,并按照运载火箭实际的飞行状态进行整流罩的分离仿真分析。

弹性整流罩低空分离仿真及影响因素分析

随着天地往返运载器(Reusable Launch Vehicles,RLV)的发展,整流罩低空大过载分离的应用日趋广泛,气动力、大过载对分离的影响成为当前研究的重点。基于ABAQUS建立整流罩复杂蒙皮桁条结构的完整弹性体模型,对低空大过载分离的影响因素进行仿真分析,结果表明气动力、大过载均会增加分离的难度,气动力的存在有助于减小铰链根部变形,过载则会加剧铰链根部变形。通过与火箭撬加速整流罩分离试验结果进行对比分析,验证了该仿真分析的正确性,并进一步提出了改进意见。

运载火箭热分离仿真参数化建模及动网格技术研究

针对多级火箭级间热分离过程的特点,提出了三维模型参数化建模及分离仿真过程中的动网格技术。通过提取级间分离模型的主要设计参数变量,在此基础上构建参数化网格模型,使得仿真模型能够适应设计变量变化,从而实现自动化快速建模,同时在仿真过程中采用弹簧近似光滑法和局部重新划分法的动网格技术,实现了动态分离过程仿真并对仿真结果进行了分析。

一种助推分离机构承载和分离仿真分析

以一种高承载助推分离机构为研究对象,通过建立1/4对称有限元模型,对分离机构承载强度进行计算分析,并采用流固耦合和显示动力学迭代算法,引入失效判据,对分离机构的分离功能和临界分离药量进行仿真分析。仿真分析结果与承载试验结果进行对比,吻合度较高,对比点最大应力相差仅0.8%,验证了仿真分析的有效性。

4M-2型马铃薯联合收获机土薯分离运动仿真

采用ADAMS软件对马铃薯收获机虚拟样机抖动分离装置进行了运动仿真，研究了其运动规律，模拟了运动过程，明确了薯块在分离器上的运动机理，分析了薯块质心点的运动参数曲线．结果表明：分离器安装角为17°，抖动器抖动频率为8．89Hz，长、短轴半径分别为69mm、55mnq，马铃薯质心点的竖向平均速度大部分≤468mm·s^-1、水平方向速度在1342-1530mm·s^-1范围内时，输送顺畅，可满足设计要求．

基于气动分离技术的弹丸弹托分离仿真

为了研究气动分离技术使弹丸弹托分离的情况,对其进行了模拟仿真研究。采用气动分离技术使弹丸弹托分离,基于气体动力学与摩擦力学理论,分别建立了弹托绕流模型与弹丸弹托气动分离模型。使用Fluent进行绕流仿真,得到了不同速度下弹托分离前后状态下的阻力系数,再用Simulink对54式12.7mm穿甲燃烧弹的弹丸和弹托进行分离仿真,得到了弹丸弹托分离过程的特征结果。结果表明,利用气动分离技术可以使弹托和弹丸较好地分离。上述研究为弹丸和弹托的研发、使用提供了有益的参考。

火箭复杂分离连接结构的动力学仿真方法及应用

为了量化分析火箭分离连接结构接触、碰撞、变形等动力学过程对分离运动的影响,基于多柔体动力学建立了考虑弹性效应的分离仿真模型,确定了非线性有限元的求解方法,通过实例对分离仿真流程和应用方法进行总结和说明,并与刚体仿真分析以及地面试验结果进行了对比,结果表明考虑弹性效应的分离仿真结果与试验真实情况一致性好,此仿真方法可有效应用于工程研制。

临近空间飞行器多体分离多学科耦合仿真系统

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。

AUV载荷水下分离方法研究

文中建立可封闭求解的AUV分离运动方程,给出各种初始参数的计算方法;并基于该方程对某AUV的载荷分离进行仿真试验,仿真结果很好地反映了AUV的载荷分离运动。

多弹头导弹反推分离的一种组合控制方法

针对导弹分导或多星发射中时序分离方式的不足,提出了一种让反推分离力同时参与闭环的组合控制策略及分离方法.通过建立分离动力学模型,运用MATLAB/Simulink软件对分离过程进行了数值仿真,并与最佳时序分离方法进行了比较,仿真结果表明反推分离力参与闭环的组合控制策略,在鲁棒性、方便性和安全性方面更有优越性,实现简单,在导弹分导与多星发射分离中具有参考和应用价值.

列车空调出风口导流板高度对冷凝风量影响研究

高速列车运行过程中空调系统冷凝风量会出现下降趋势,导致空调散热困难甚至停机。基于三维非定常不可压缩雷诺时均N-S方程,采用k-ε湍流模型和DDES方法,研究导流板高度对冷凝风量的优化效果,同时分析了不同导流板高度下阻力的变化规律。研究结果表明:在出风口外侧安装锲状导流板对缓解冷凝风量随车速快速下降的情况有显著效果。导流板通过改变出风口处流动结构,扬起车侧的高速气流形成负压区,达到缓解风量下降的目的。导流板高度直接决定了冷凝风量的大小,导流板越高,冷凝风量越大,但同时也会带来阻力增加的问题。综合考虑,导流板高度取45 mm即可有效改善冷凝风量下降的问题,同时阻力增幅相对较小。

截面边数和运动速度对水下声弹运动特性的影响

声弹作战效能的好坏很大程度上取决于声弹的运动特性。文中基于FLUENT软件中S-A湍流模型的分离涡仿真(DES)模型,以雷诺数Re=2.5×10^6为例,研究了水下声弹运动的流场特性,并与已知的研究成果进行了对比,确定了DES模型应用在高雷诺数下仿真的准确性。并在此基础上研究了平均阻力系数、升力系数及斯特劳哈尔数受水下声弹表面截面边数和运动速度的影响。研究可知:1)平均升力系数随着运动速度的增大而减小,斯特劳哈尔数随着运动速度的增大而增大;2)当雷诺数相等、截面边数不同时,平均阻力系数随着截面边数的增加而减小,斯特哈尔数随着截面边数的增加而增大;3)正四边形和圆形声弹涡街脱落的频率单一固定,故相比其他结构的声弹,容易引发弹体共振,产生破坏;4)正六边行和正八边形声弹涡街脱落的频率不固定,结构不易产生破坏。文中的研究可为合理设计声弹结构、提高作战效能提供参考。