盘缝带伞细化结构的仿真影响研究.pdf

《盘缝带伞细化结构的仿真影响研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第2期航天返回与遥感2017年4月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING17盘缝带伞细化结构的仿真影响研究方世兴黄伟荣伟（北京空间机电研究所，北京100094）摘要在火星探测任务中，盘缝带伞对航天器在低密度大气条件下的减速起到了重要作用。文章采用ProE软件进行几何建模；利用Hyperwork软件进行伞衣有限元建模及前处理；利用LS-DYNA软件的任意拉格朗日–欧拉方法着重研究了径向加强带细化结构对于盘缝带伞无限质量下，流固耦合仿真结果的影响。通过仿真研究发现，在考

2、虑径向加强带细化结构后，缩比的盘缝带伞的阻力系数值与实际试验结果相近，伞衣外形、伞衣摆角与实际试验结果更为接近。此外，考虑径向加强带后，伞衣应力的仿真结果也与真实物理现象更为贴近。文章的建模方法及仿真结果对盘缝带伞的设计与仿真验证具有一定的参考价值。关键词盘缝带伞细化结构流固耦合有限元方法回收着陆中图分类号:V445文献标志码:A文章编号:1009-8518(2017)02-0017-10DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2017.02.003StudyontheDetail

3、edStructureofDisk-Gap-BandParachuteSimulationFANGShixingHUANGWeiRONGWei（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractIntheMarsexplorationmission,Disk-Gap-Band(DGB)parachuteplaysanimportantroleindecreasingspacecraft'sspeedund

4、erlowdensityatmosphereconditions.Inthispaper,ProEsoftwareisusedtomodelthegeometryofthecanopywhileHyperworksoftwareisusedforitsfiniteelementmodelingandpre-processing,andtheeffectoftheradialreinforcementdetailedstructureoftheDGBparachuteonthewindtunnelsi

5、mulationisanalyzedbyArbitraryLagrangeEuler(ALE)methodoftheLS-DYNAsoftware.Thesi-mulationresultsshowthatwhenconsideringtheradialreinforcementdetailedstructure,dragcoefficientofthescalecanopyisclosedtotheexperimentresult,andtheshapeandswinganglealsomeett

6、heexperimentdata.Furthermore,thestressofcanopyarealsoanalyzedaccordingtothesimulationresultsafterconsideringthereinforcementdetailedstructure,whichismoreclosedtoactualphysicalphenomenons.Themodelingmethodandthesimulationresultsinthispaperhavecertainref

7、erencevalueforthedesignandsimulationverificationoftheDGBparachute.KeywordsDisk-Gap-Bandparachute;detailedstructure;fluid-structureinteraction;finiteelementme-thod;recoveryandlanding0引言降落伞在飞船返回着陆、火箭助推器回收、返回式卫星回收以及火星探测器进入着陆等方面，都发收稿日期：2017-01-1018航天返回与遥感2

8、017年第38卷[1]挥着重要的作用。深空探测任务已经作为新世纪的探究热点，而火星探测则是目前世界各国深空探测领域的研究重点。火星表面具有稀薄的大气，探测器登陆火星时常采用气动外形与降落伞相结合的减速[2]方案。目前，成功的火星探测任务，大部分采用的降落伞是盘缝带（Disk-Gap-Band，DGB）伞。特殊的火星环境与超声速的开伞条件，使得DGB伞的工作状态更为复杂，难以在地球上直接进行模拟试[2][3]验。目前国内外主要通过风洞试验、空投试验、高空开伞试验来验证D