大型整流罩地面分离仿真预示与试验研究.pdf

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1、第36卷第7期宇航学报Vo1．36N0．72015年7月JournalofAstronauticsJuly2015大型整流罩地面分离仿真预示与试验研究李刚，唐霄汉，艾森，郝鹏，娄路亮。，何巍，栾宇，柳海龙(1．大连理工大学工业工程力学系装备结构分析国家重点实验室，大连116024；2．北京宇航系统工程研究所，北京100076)摘要：首先利用弹簧效能系数折减法对某大型整流罩的弹性有限元模型进行合理简化，然后基于耦合欧拉一拉格朗日(CoupledEulerian—Lagrangian，CEL)算法对其地面分离试验进

2、行仿真预示，获得了整流罩分离过程中的流场分布规律和分离特性，并分别与传统方法及地面试验进行对比，发现基于CEL算法的仿真结果比传统方法更接近试验结果，可作为工程应用的参考方法。关键词：整流罩分离；流固耦合；CEL算法；地面分离试验中图分类号：V416．5文献标识码：A文章编号：1000．1328(2015)07—0833-07DOI：10．3873／j．issn．1000-1328．2015．07．013SimulationandExperimentalResearchonGroundSeparationofa

3、Large-ScalePayloadFairingLIGang，TANGXiao．han一，AISen，HA0Peng，LOULu．1iang，HEWei，LUANYu，LIUHai．1ong(1．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DepartmentofEngineeringMechanics，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China；2．BeijingInstitut

4、eofAstronauticalSystemsEngineering，Beijing100076，China)Abstract：Inthispaper，elasticfiniteelementmodelofalarge—scalepayloadfairingisreasonablysimplifiedbyusingspringcoeficientreductionmethod．Then，groundseparationtestispredictedbymeansofsimulationbasedontheCou

5、pledEulerian—Lagrangian(CEL)algorithm，andcomparedwithtraditionalmethodandtestresultrespectively．ItisfoundthattheresultobtainedbyCELalgorithmisclosertothetestresultthanthatofthetraditionalmethod，andtheproposedmethodcanbeusedasareferenceforengineeringapplicati

6、ons．Keywords：Fairingseparation；Fluid—structureinteraction；CELalgorithm；Groundseparationtest系统设计的影响。雷勇军等和徐永成等针对0引言卫星整流罩进行了数值仿真，并分析了铰链承载力运载火箭整流罩主要用于保护内部有效载荷免对分离轨迹的影响。Hu等探讨了重力、弹簧常受气动力、热障、声障等影响。火箭飞离大气层后需数等对有效载荷整流罩分离结果的影响。此外，许完成整流罩的分离抛罩，其分离参数将决定火箭能多学者对火箭分离机构参数、铰链

7、结构、柔体否将有效载荷送人预定轨道。大型整流罩分离时，动力学优化等问题开展了较为详细的研究。两半罩在发生平动的同时，也伴随发生呼吸运动、弯为了准确模拟整流罩分离时的高空物理环境，曲运动以及扭转运动¨，属于典型的柔性多体动需要在真空罐中进行分离试验。但真空罐试验对试力学问题。马忠辉以及董寻虎、骆剑采用柔验设备要求严格、成本较高，我国尚不具备这类试验性多体动力学分析方法，对大型整流罩分离过程进条件，因此只能在地面大气环境下进行分离试行了仿真分析，研究了弹性变形对分离过程及分离验。然而大型整流罩地面分离时引起的气动阻

8、收稿日期：2014-07-09；修回日期：2014-10-09基金项目：国家973项目(2014CB046506，2014CB049000)；国家自然科学基金(11402049)；中国博士后科学基金(2014M551070)；中央高校基本科研业务费专项资金(DUT14RC(3)028)838宇航学报第36卷(4)可得对应的气动阻力为291．70N，而脱钩角速参考文献度为68．70(。)