《航天工程学》教学课件设计与应用

本文对《航天工程学》教学课件的类型、特点与功能进行了介绍,对课件在教学过程中发挥的作用与效果进行了说明。

基于多边形顶点法矢量的网格模型简化算法

在计算机图形学中 ,经常采用网格模型进行几何物体的描述 ,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈 ,因此 ,必须对网格模型进行简化 .目前的简化算法 ,主要是以网格模型几何误差的最小化为准则 ,而忽略了模型的视觉特征 .为此提出了一种基于法矢量的模型简化算法 ,其简化准则是视觉特征的最优化 .首先获取多边形顶点的平均法矢量 ,然后依据该法矢量确定简化门限 .实验结果表明 ,当地景模型简化至 95 4 %时 ,仍然保持了令人满意的图象质量 .该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下 ,实现模型较大幅度的简化 .

变轨发动机工作态主动式自旋稳定姿态控制

首先通过对航天器变轨控制的分析,提出了"通过消章消偏综合控制实现自旋稳定姿态控制"的主动式自旋稳定姿态控制方法;随后,分别研究了变轨发动机工作态的消章控制和消偏控制的特点和相应方法;最后,设计并实现了"带消偏约束的消章控制法"。应用该方法对某细长型航天器的变轨发动机工作态进行控制,仿真结果表明,姿态控制的精度较高。

类升力体外形高超声速粘性绕流拓扑结构分析

采用交替方向隐式分解的隐式NND格式求解全N-S方程模拟“类升力体”外形在高超声速下的大攻角流动,给出了“类升力体”外形表面极限流线随攻角变化的拓扑结构及40°攻角下垂直于体轴的横截面流线拓扑结构。结果表明:类升力体外形三维流场结构十分复杂,攻角从0°～40°变化时,背风面表面极限流线依次由不分离、开式分离向起始于鞍、结点组合的高阶奇点的分离方式转化,翼面横向分离亦随攻角增大而增大;垂直于体轴的横截面流动拓扑结构与文献[2]给出的理论分析一致。

基于同步交替法求解流体-弹性板耦合作用

基于预测-多步校正方法提出了流固耦合同步交替求解方法.采用ALE描述流固耦合问题.基于SUPG有限元对流体动量方程进行空间离散,以消除对流项引起的数值振荡.时间域上的积分采用预测-多步校正(predictor-multicorrector)方法.对流体和结构同时进行预测,在多步校正的过程中对流体和固体域动力学方程进行交替求解,从而在时间上达到同步推进.基于上述同步交替法,编程计算了流体-弹性板耦合作用问题,取得了良好的数值计算结果.

三维复杂外形横截面拓扑结构随迎角变化研究

通过数值求解抛物化的椭圆型方程生成复杂外形三维网格;采用交替方向隐式分解的隐式NND格式求解全N S方程模拟"类升力体"外形在高超声速下的大迎角流动;采用张涵信发展的流动拓扑结构理论分析给出了"类升力体"外形垂直于体轴的横截面流线随迎角变化的拓扑结构;此外,通过计算发现:大于20°迎角后,在部分横截面背风对称线上出现结构不稳定的鞍点相连现象。

液体火箭发动机基于定性键合图模型的故障诊断方法研究

结合基于模型知识的诊断推理方法和键合图理论在定性建模方面的优点,提出并研究了液体火箭发动机基于定性键合图模型的故障诊断方法。以某大型泵压式液体火箭发动机为研究对象,建立了其定性键合图模型,给出了基于此类定性模型的故障诊断机制,并利用仿真数据验证了诊断结果,对该方法及其结果进行了详细的分析。研究结果表明,该方法具有诊断快速有效和易实现的优点。