航天器推进系统气液路故障仿真

为了研究和分析航天器推进系统气液路故障的发展变化规律及对整个推进系统性能的影响,在某挤压式航天器推进系统仿真模型的基础上,分别采用Realizable k-ε湍流模型和一维可压缩流模型对气路泄漏和堵塞故障进行动态仿真,采用一维不可压瞬变管流模型与变流量系数模型对液路泄漏和堵塞故障进行仿真分析。仿真结果表明:推进系统增压气路堵塞和泄漏故障,会导致增压不足,使推进剂供应管路压强下降;推进剂供应管路堵塞故障和泄漏故障会导致混合比偏离设计值,使推进系统性能降低。两类故障都会引起推力不足,致使系统性能降低。两者的不同之处在于:堵塞故障下,故障组件上游压强高于额定工况,推进剂消耗低于额定工况;泄漏故障下,故障组件上游压强低于额定工况,推进剂消耗高于额定工况。     

低温推进剂供应管道系统充填过程的动力学模型

研究了低温推进剂液体火箭发动机供应管道系统充填过程的建模问题。低温推进剂的充填相变过程采用均相模型,对推进剂充填管道系统进行有限元分割,应用基本守恒定律于充满推进剂的单元和充满气体的单元,两相单元采用等效流容方程,建立了低温推进剂管道充填过程的有限元状态变量模型。充填的容腔视为两相单元,建立了其动力学模型。利用本文的模型,对液氢、液氧推进剂的管道充填过程进行了仿真计算,给出了有关计算结果。     

姿控发动机脉冲工作的管路瞬变特性

采用有限差分格式的特征线方法 ,对某姿控推进系统发动机真实推进剂管路在脉冲工作情况下的瞬变特性进行了数值研究 ,对影响发动机多次脉冲启动的重要参数进行了定量计算 ,对比分析了试验结果与计算结果的一致性。说明该方法可方便地对包括许多管路、阀门和推力室的复杂系统进行动态性能分析 ,所得结果对于液体火箭发动机管路工程设计具有重要参考价值     

单组元姿控动力系统动态过程仿真研究

以单组元姿控动力系统为研究对象研究多台不同推力量级发动机工作时的动态过程.基于模块化建模,在MWorks软件平台上二次开发了包含液体管路、电磁阀、反应室等单组元姿控动力系统典型组件的动力学模型,搭建了动力系统中发动机起动、关机、脉冲工作等动态过程仿真模型,并通过试车数据验证了仿真模型的正确性与有效性.在单组元动力系统中...     

固体燃料冲压发动机飞行性能分析

固体燃料冲压发动机性能通过进气道与导弹飞行工况关联在一起,其工作过程需考虑导弹飞行参数对发动机性能的影响。与其它冲压发动机相比,固体燃料冲压发动机一个显著特点是推进剂燃烧过程不仅与推进剂配方、发动机结构和燃烧室压强有关,还取决于燃烧室入口空气参数,因此工作过程较为复杂。在国内首次建立固体燃料冲压发动机工作过程仿真模型,并分析导弹飞行马赫数和高度对发动机性能的影响规律。     

液体火箭发动机热启动及关车过程计算机计算

本文依据 W.T.Webber 等人提供的思路和基本方程,基本采用了 Priem 的燃烧模型和管路系统分布参数模型,为简单的挤压式双元液体推进剂火箭发动机热启动——关车瞬变工作过程编写了计算机程序,并在441B—Ⅲ型电子计算机上进行了计算,得出了初步的结果。     

发动机平均值模型的开发与检验

建立了一个车用增压柴油机工作过程仿真的平均值模型.这个模型重在描述发动机状态变量的时间平均值,结构紧凑,使用方便,实例计算结果与试验值符合较好,适合于电控柴油机硬件在环仿真系统应用.     

基于Stateflow的复杂可修系统的建模与仿真方法

介绍了应用Stateflow对复杂可修系统进行建模与仿真的方法.首先,对复杂可修系统与Stateflow相关概念进行了简单介绍.然后,利用有限状态机理论与面向对象编程思想提出了建立基于Stateflow复杂可修系统模型的思路、分析步骤、难点问题的解决以及参数统计模型;最后,使用Stateflow对一类复杂可修系统进行了具体的建模与仿真.仿真结果表明,基于Stateflow的模型与仿真能够有效地评估复杂可修系统的可靠性参数特征,并具有可视化、流程化和层次化的特点.     

水下发射循环管路系统水动力性能的仿真分析与验证

为了控制闭式循环管路系统内高压水的脉动规律、降低水下发射系统的瞬态发射噪声,需对水动力进行准确的建模和分析。首先,模型中引入了活塞运动加速度项,采用一维解析方法建立了管路系统的水动力模型;然后,运用该模型分别对活塞运动低、中、高三种不同速度工况进行了仿真计算分析,得到了发射过程中不同特征测点处流体脉动压力曲线,并与假海试验平台原型样机模拟发射实验的测量结果进行了对比,结果表明二者吻合较好,由此验证了水动力模型的正确性与通用性。     

在轨加注过程中组合体航天器动力学建模与分析

针对在轨加注过程中质量分布随时间变化的组合体航天器,研究动力学建模问题并对其动态特性进行分析。将航天器系统分为刚性组合体平台和贮箱内燃料两部分,贮箱内的燃料视为质量、外形和位置连续变化的质量块,将航天器系统抽象为一组有固定边界的变质量质点系;在推导出变质量质点系一般力学方程的基础上,通过对航天器结构进行一定限制消除方程中的反冲力和失调力矩,以组合体平台主轴作为参考坐标系,建立在轨加注过程中组合体动力学模型;该模型除了参数时变的特点外,与普通刚体动力学相比还含有阻尼项;基于李雅普诺夫稳定判据,对该时变动力学系统的动态特性进行分析。仿真计算展现了不同结构参数对姿态运动轨迹的影响,也证明了理论分析的正确性。     

激光推力器液体工质注入系统设计

工质注入系统是液体推进剂激光推力器必不可少的一个组成部分。设计并加工了一套脉冲式液态工质注入系统,解决了工质注入和激光脉冲输出同步的问题;并实现了用相位多普勒粒子分析仪对脉冲式雾化液滴性能参数的测试。     

系统辨识在建立舰船电力推进动态模型中的应用

舰船电力推进是一个复杂的船—机—电系统。对其动态特性的研究,利用现有的基于理论分析建立机理模型的方法,就会遇到分析过程繁杂、模型适用性差的实际困难。本文则利用系统辨识方法建立舰船电力推进系统的动态模型,通过一个具体的船模实验及辨识计算,确定模型的结构和参数。为了克服相关噪声的影响,参数估计中采用了增广矩阵法。并对模型从拟合程度和收敛性两方面进行了检验,结果表明,上述方法所得到的动态模型是适用的。     

太阳能热推力器二次聚光器再生冷却过程

为克服太阳能热推力器折射式二次聚光器容易破裂的缺点,本文采用再生冷却技术,对二次聚光器与推力室进行了一体化设计,并对该过程进行了流动与传热仿真。仿真结果表明,该设计可有效地降低聚光器的工作温度至1600K以下,热应力分析表明可有效降低其破裂的可能性。同时该设计可预热推进剂至500K以上,提高了系统的能量利用效率。通过进一步对吸收腔内的热辐射分析发现,工质流动对吸收腔壁温影响较小,吸收腔壁面仍然可以维持2400-2600K的高温。     

基于星架系统结构参数的卫星载荷减振方法

卫星工程中广泛采用的有效载荷支架结构可能会与卫星主体结构发生动力耦合,进而造成有效载荷响应显著放大。进一步将有效载荷支架与卫星主体结构考虑为一个整体系统(称为星架系统)。采用有限元方法建立某型卫星系统级动力学分析模型,从中提取结构参数建立集中参数模型,并针对结构参数进行单变量影响分析。结果表明:所建集中参数模型能够反映支架结构与卫星主体结构之间动力耦合规律,载荷响应对两者频率参数的敏感程度远高于其阻尼和质量参数,卫星结构设计阶段应重点考量主体结构和支架结构频率关系以优化卫星载荷的动力学环境。     

三组元推进系统热力性能研究

随着下一代可重复使用飞行器，特别是单级入轨飞行器的研究，很多新技术都得到发展，三组元混合燃烧技术就是其中之一。本文中通过进行热力计算来对比、讨论三组元发动机与两组元发动机在理论比冲上的差异，分析三组元发动机的可行性。     

往复活塞泵工作特性影响因素分析

为了系统地研究往复活塞泵的动态特性,分析往复活塞泵工作特性的影响因素,应用模块化建模思想,采用集中参数模型,基于AMESim平台建立了往复活塞式自增压系统仿真模型。分别研究蓄压器气腔初始压力、燃气发生器下游等效容腔体积和燃气发生器喷嘴数量对往复活塞泵工作特性的影响。结果表明:蓄压器气腔初始压力越大,往复活塞泵启动越快,但是其稳定工作时调节能力越弱;燃气发生器下游等效容腔的体积越小,往复活塞泵的启动时间越短,但是压力波动越大;燃气发生器喷嘴个数越多,燃气发生器内压力波动越小,但是增压速度变慢,导致往复活塞泵启动时间有所增加。     

脉冲等离子体推力器羽流的粒子模拟

目前微小卫星正在积极地发展中,脉冲等离子体推力器是其推进系统的一个重要发展方向,为了能够将PPT成功地运用于空间,需对其羽流进行研究.将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流,对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,并与实验结果进行了比较.计算结果显示引入出口速度的偏转角提高了模型的羽流扩散能力,羽流的扩散角是影响羽流的一个主要因素.     

基于贝叶斯网络的船舶动力装置战场损伤分析

针对船舶动力装置战场损伤特点,对其损伤分析进行了研究,提出了基于贝叶斯网络的动力装置战场损伤模型.以主机振动为例,分析了模型的建立、更新和完善等.分析结果表明,该模型和方法提高了船舶动力装置的战场损伤分析的速度和准确性.     

过氧化氢发动机中的低频振荡

过氧化氢是现代液体火箭推进剂的重要发展方向。针对过氧化氢发动机试验中出现的低频振荡现象,通过建立发动机系统模型,对这种振荡现象进行了仿真和分析,成功实现了发动机的稳定工作。本文将有利于结合仿真和试验,促进过氧化氢发动机的研制。