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《基于LMS﹢Virtual.﹢Lab的系留气球仿真与优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第46卷第4期航空计算技术Vol.46No.42016年7月AeronauticalComputingTechniqueJul.2016基于LMSVirtual.Lab的系留气球仿真与优化符文贞,江博水,张金奎(中国特种飞行器研究所第八研究室,湖北荆门448035)摘要:系留气球在近地面收放过程中存在俯仰角过大的问题,为了更全面地了解收放过程中不同因素对球体俯仰角的影响,采用LMSVirtua1.Lab建立了带滑轮索具系统的系留气球三维动力学模型进行仿真分析,结果表明,仿真结果与理论计算、测量数据都有较高的符合度。进而运用试验设计(DOE)方法,探索典型风速下球体俯仰角的响应区间。
2、最后基于响应面模型的优化技术,对滑轮索具系统设计进行优化,有效改善了球体在收放过程中俯仰角过大的问题。仿真模型对系留气球系统设计及收放控制有一定的指导作用。关键词:系留气球;俯仰角;滑轮索具;仿真中图分类号:TP391.9文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)04-0059-04SimulationandOptimizationofTetheredBalloonBasedonLMSVirtual.LabFUWen-zhen,JIANGBo-shui,ZHANGJin-kui(TheEightResearchRoom,ChinaSpecialVehicleResear
3、chInstitute,Jingmen448035,China)Abstract:Thetetheredballoonhasalargepitchingangleduringthelaunchandrecoveryprocess.Inor-dertolearnhowthedifferentfactorinfluencethepitchinganglefromeveryaspect,Adynamicmodelofthetetheredballoonwithapulley-guycablessystemisestablishedandanalyzedbyLMSVirtua1.Lab,R
4、esultsshowthatthesimulationresultagreewiththetheoryresultandtestdatawell.ADesignofExperi-ments(DOE)methodisusedtoseekforresponsespaceofthepitchingangleundertypicalwindspeed.Andthenbaseontheresponsesurfacemethodanoptimizationisusedtothepulley-guycablessystemdesignandhaveabetterresultduringthela
5、unchandrecoveryprocessofthetetheredballoon.Sothees-tablishmentofthesimulationwillprovideguidanceforthedesignandlaunchandrecoveryprocessofthetetheredballoonsystem.Keywords:tetheredballoon;pitchingangle;pulley-guycables;simulation引言留气球在定常风场中解除系留过程的姿态、水平漂移距离、系留缆绳张力、系留缆绳长度等参数的瞬态变化系留气球是一种自身不带动力、依靠浮
6、力升空的[6]情况;李红泉等人研究了在突风影响下空中球体的浮空飞行器,同时又是一种约束型浮空器,留空作业[7]时,球体和地面之间通过系留缆绳相联,地面缠绕装置俯仰角和滚转角随扰动时间的关系;罗战虎对两种拉动系留缆绳使之降落,拉力和浮力相平衡维持空中不同副气囊丰满度的系留气球在相同剩余浮力时的静[1-2]平衡特性进行计算与对比分析。以上研究方法均通过稳定飞行。建立系留气体的动力学方程加以解算分析,没有考虑近些年来,由于系留气球具有滞空时间长、机动性相关参数对球体的耦合影响作用,但在实际应用过程强、费用低廉等优点,受到各国重视,并对球体姿态和中,这些往往是不能忽视的。另一方面,可视化仿
7、真已动力学特性进行了广泛的研究。PramudRawat、Jones[3]成为动力学仿真的一个新发展方向,在航空仿真计算等人研究了系留气球留空工作、地面锚泊状态的动[4]领域具有广阔的应用前景。力学建模、运动特性;赵攀峰等人建立了三拉索模本文针对在系留气球收放过程中碰到俯仰角过大型,对近地三拉索收放状态的系留气球进行仿真分析;的问题,基于LMSVisua1.Lab软件,进行了以下工作:[5]史献林等人利用有限元法建立绳索模型,分析了系收稿日期:2016-04-08修订日
