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1、第37卷第3期航天返回与遥感2016年6月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING9超声速降落伞系统的气动干扰数值模拟研究12薛晓鹏温志湧（1中南大学航空航天学院，长沙410083）（2香港理工大学深圳研究院，深圳518057）摘要文章基于一种简易“浸入边界技术”与流固耦合方法对超声速来流条件下的三维降落伞系统进行了数值模拟。文章分析了降落伞系统（太空舱和降落伞衣）流场产生的气动干扰对伞衣外形变形动力学的影响以及降落伞设计参数（如拖拽距离参数）对降落伞性能表现的影响，同时
2、检验了分离涡模拟方法在三维超声速降落伞数值模拟中的适用性。结果表明，当拖拽距离参数很小时，伞衣出现了严重的收缩现象；当距离增大时，观测到了伞开口的“呼吸现象”，阻力系数获得了较大改善。另外，在拖拽距离参数较大的情况下，由于湍流尾流与伞前激波的气动干扰影响明显，采用分离涡模拟方法，可以获得较层流尾流条件下更大的阻力系数。关键词气动干扰分离涡模拟流固耦合超声速降落伞中图分类号:V445文献标志码:A文章编号:1009-8518(2016)03-0009-10DOI:10.3969/j.issn.10
3、09-8518.2016.03.002NumericalSimulationofAerodynamicInteractionofSupersonicParachuteSystem12XUEXiaopengWENChihyung(1SchoolofAeronauticsandAstronautics,CentralSouthUniversity,Changsha410084,China)(2ShenzhenResearchInstitute,TheHongKongPolytechnicUniver
4、sity,Shenzhen518057,China)AbstractInthepresentstudy,thesupersonicflowoverathree-dimensionalflexibleparachutesystemisnumericallysimulatedbyusingasimple“immersedboundarytechnique”togetherwiththefluid-structurecouplingscheme.Theparachutesystememployedhe
5、reconsistsofacapsuleandacanopy.Theobjectiveofthisstudyistoinvestigatetheeffectsofaerodynamicinteractiononthedynamicsofthecanopybehavior,toclarifytheperformanceofthesupersonicparachutesystemintermsofdesignparameterssuchastrailingdistancebetweenthecaps
6、uleandcanopy,andfurthermoretoconfirmwhether“DetachedEddySimulation”（DES）methodcanbeappliedtosolvethesupersonicflexiblethree-dimensionalparachuteproblem.Asaresult,asthetrailingdistanceisrathersmall,thecanopyundergoessevereshrink.Asthisdistanceincrease
7、s,theareaoscillationofthecanopyshapeisobserved,leadingtoalargerdragcoefficient.Moreover,whenDetachedEddySimulationmethodisappliedinthecasewithlargertrailingdistance,thecapsuleturbulentwakeinteractswiththecanopyshockmorestrongly,leadingtoalargerdragco
8、efficient.Keywordsaerodynamicinteraction;detachededdysimulation;fluid-structureinteraction;supersonicparachute收稿日期：2015-09-2310航天返回与遥感2016年第37卷0引言在NASA的“火星科学实验室”（MSL）任务中，“好奇号”探测器已经成功地着陆在火星表面。“好[1]奇号”在进入火星大气层以后的从超声速到亚声速的减速过程是由一个超声速降落伞系统所完成的。从20世纪60年代末
