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《国防科学技术大学》 2004年
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载人飞船回收系统若干动力学问题的研究与应用

彭勇  
【摘要】:本文围绕与载人飞船回收系统安全可靠性紧密相关的几个动力学问题进行了研究,包括:降落伞充气性能的计算、物伞多体系统的动力学建模、吊挂系统的建模、流固耦合充气模型的建模、非流线形物体的绕流计算及尾流再附现象的分析。 通过建立十二自由度的物伞多体系统运动方程及伞衣变形方程,得到了充气过程中物伞多体系统的动力学模型,它能够对充气过程中物伞系统的动力学特性进行细致分析;在Potvin、Sundberg、Purvis等人的工作基础上独立推导了降落伞初始充气模型及主充气模型,这些模型考虑了充气过程中伞衣变形与周围流场的耦合作用,并且在一定程度上描述了伞系统的柔性,能够计算伞衣不同部位的气动力及结构张力:为了进一步完善流固耦合充气模型,本文通过大量编程工作,利用粘性涡方法计算了伞衣内外表面的压力分布,在编程过程中,物面离散、物面涡量的计算、涡量脱落、涡元分裂与合并、快速多极子算法等关键技术得以实现,这些工作初步解决了伞衣周围流场的计算问题,为以后建立更完善的流固耦合充气模型奠定了基础;借鉴Oler的建模思想,推导并建立了充气过程中尾流再附现象的分析模型;提出一种新的吊挂系统建模方法,与以前的建模方法相比,这种方法避免了判断吊带是否松弛的复杂逻辑,而且具有较好的通用性,现已将模型用于航天器回收系统仿真软件中,取得了良好效果。 这些研究为“神舟”号飞船回收系统的分析和评定提供了理论基础。将本文模型应用于“神舟”号飞船回收系统,得到了降落伞的充气性能及伞—舱多体系统的动力学特性,某些计算结果对“神舟”号飞船回收系统的性能评定具有参考意义。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:V525

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 郭叔伟;董杨彪;丁娣;秦子增;;载人航天器低空救生仿真[J];国防科技大学学报;2008年04期
2 王正平;刘莉;朱勇;;炮射侦察弹炮射减速段弹道优化设计[J];弹道学报;2012年04期
3 郭叔伟;董杨彪;秦子增;;物伞系统动力学模型和讨论[J];航天返回与遥感;2008年03期
4 郭叔伟;王海涛;董杨彪;秦子增;;降落伞“呼吸”现象研究[J];航天返回与遥感;2010年01期
5 郭鹏;夏刚;秦子增;;基于控制体积方法的降落伞初始充气模型[J];航天返回与遥感;2010年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王海涛;大型降落伞抽打现象及运动稳定性研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 丁娣;载人飞船大型降落伞回收系统中几个动力学问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黎帮友;高速飞行器回收技术研究[D];电子科技大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 程文科,杨小伟,秦子增,张晓今;物伞系统动力特性研究[J];国防科技大学学报;1998年04期
9 张青斌,彭勇,程文科,秦子增,张晓今;系绳力对降落伞拉直过程的影响[J];航天返回与遥感;2002年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 薛晓中,糜志浩,黄长强,杜海文;某型飞机弹射救生人伞系统运动分析[J];兵工学报;2002年01期
6 栗苹,白玉贤,崔占忠;近地层风对声引信的干扰研究[J];兵工学报;2002年03期
7 李臣明;张微;韩子鹏;;100km以下风场对远程弹箭运动的影响研究[J];兵工学报;2007年10期
8 完颜振海;冯顺山;董永香;周彤;;超音速伞弹流场特性数值分析[J];兵工学报;2011年05期
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10 彭兢,金长江;航空母舰尾流数值仿真研究[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李小仨;柳贡民;李帅军;;管路分流元件流动噪声源数值模拟[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
2 宋旭民;彭勇;程文科;秦子增;;大型降落伞系统回收过程动力学建模[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
3 周晓勃;周盛;;二维扩压叶栅非定常涡面分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
4 张华;吕志咏;孙胜东;;柱体/平板干扰非定常马蹄涡结构的PIV研究[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
5 温瑞英;刘沛清;徐南波;;鸭翼后掠角对鸭翼展向吹气增升效果的实验研究[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
6 宗宁;李荣科;李海泉;;阵风载荷计算方法研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
7 陈磊;吴志刚;杨超;唐长红;楚龙飞;;多控制面机翼阵风减缓主动控制与风洞试验验证[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 董金刚;张江;沈林强;秦永明;向星居;;亚跨超风洞彩色油流流动显示技术[A];第八届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2010年
9 苏卫东;;液体暂态流动过程中能量耗散的特性[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
10 徐宏;;降落伞仿真技术发展综述[A];中国航空学会全国第十届安全救生学术交流会文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 胡天喜;立式同轴离心磨机磨矿理论与试验研究[D];昆明理工大学;2008年
3 谢燕;飞船返回舱着陆冲击缓冲座椅系统改进设计研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 葛健全;简控灵巧子弹控制技术研究与射击效能分析[D];国防科学技术大学;2009年
5 李雄;飞行危险天气下的航班改航路径规划研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 叶飞;非稳态漩涡运动及其产生机理[D];天津大学;2010年
7 都延丽;近空间飞行器姿态与轨迹的非线性自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 王海涛;大型降落伞抽打现象及运动稳定性研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 丁娣;载人飞船大型降落伞回收系统中几个动力学问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 吴扬;虚拟试验风场建模及应用技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴鑫;舰载机自动着舰控制系统设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 周国成;管束流致振动与噪声特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张晓木;降落伞气动变形分析[D];浙江大学;2010年
4 苏欧煜;三维云景模拟关键技术的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
5 胡隽卿;两自由度铰接越野车辆行驶动力学特性研究[D];吉林大学;2011年
6 焦亮;基于翼伞空投机器人系统的自主归航研究[D];南开大学;2011年
7 肖沫;物资空投三维动画仿真系统的研究与实现[D];华中师范大学;2011年
8 黄风华;末敏弹减速导旋过程动力学特性分析[D];南京理工大学;2011年
9 蒋静;无尾飞机操稳特性研究[D];电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐乾刚;张青斌;张晓今;杨涛;寇保华;;伞弹系统九自由度动力学模型[J];兵工学报;2007年04期
2 唐乾刚;王昱;张青斌;张晓今;杨涛;;伞-弹动力学及运动学在末敏弹目标识别中的应用[J];兵工学报;2007年07期
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8 张青斌,彭勇,程文科,秦子增;降落伞拉直过程的质量阻尼弹簧模型[J];弹道学报;2003年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 熊菁;翼伞系统动力学与归航方案研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈继华;专家系统在降落伞虚拟制造和故障诊断中的研究与运用[D];南京航空航天大学;2003年
2 李扬;冲压式翼伞后缘下拉气动特性的数值研究[D];国防科学技术大学;2004年
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5 朱方;返回舱再入段雷达散射特性研究[D];兰州大学;2007年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王正平;刘莉;朱勇;;炮射侦察弹炮射减速段弹道优化设计[J];弹道学报;2012年04期
2 丁娣;钱炜祺;和争春;何开锋;;基于动力学仿真的无人机伞降回收系统设计[J];飞行力学;2012年06期
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4 孙守明;李恒年;王海涛;钱山;马宏;;基于回收着陆段精细模型的飞船落点预报[J];飞行力学;2013年02期
5 张兴会;朱二琳;;基于能量约束的翼伞系统分段归航设计与仿真[J];航天控制;2011年05期
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7 胡超斌;杨延飞;朱四如;;降落伞两次充气空投过程的建模与仿真[J];空军雷达学院学报;2011年03期
8 吴成富;邵朋院;马松辉;陈怀民;;无人机伞降定点回收技术研究[J];计算机仿真;2012年06期
9 贾华明;李健;;收口十字形降落伞充气过程动力学建模与仿真[J];航天返回与遥感;2012年05期
10 宁雷鸣;张红英;秦福德;童明波;;无人机伞降回收过程动力学建模与仿真[J];航天返回与遥感;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 丁娣;载人飞船大型降落伞回收系统中几个动力学问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 焦亮;基于翼伞空投机器人系统的自主归航研究[D];南开大学;2011年
2 王鹏;拖曳式诱饵弹释放过程绳索动力学仿真研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 何争;载人飞船自主应急返回动力学与控制研究[D];国防科学技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 葛玉君,秦子增;可控翼伞系统的滑翔与稳定性分析[J];国防科技大学学报;1992年04期
2 赵震炎,肖业伦,施毅坚;Dryden大气紊流模型的数字仿真技术[J];航空学报;1986年05期
3 秦予增,葛玉君;可控翼伞飞行转弯控制性能仿真初步研究[J];宇航学报;1993年01期
4 张青斌,程文科,彭勇,秦子增;降落伞拉直过程的多刚体模型[J];中国空间科学技术;2003年02期
5 彭勇,张青斌,程文科,秦子增;降落伞初始充气阶段数值模拟[J];中国空间科学技术;2003年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋乾福;曹义华;蒋崇文;;半球形伞流固耦合工程算法[J];北京航空航天大学学报;2009年01期
2 张红英;童明波;吴剑萍;;降落伞充气理论的发展[J];航天返回与遥感;2005年03期
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4 张红英;刘卫华;童明波;孙为民;;降落伞初始充气阶段数值模拟[J];南京航空航天大学学报;2009年02期
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8 郭叔伟;董杨彪;丁娣;秦子增;;载人航天器低空救生仿真[J];国防科技大学学报;2008年04期
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10 江桂清;降落伞风洞试验中的几个主要问题[J];航空学报;1993年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 杨金福;陈策;韩东江;;高速旋转机械轴系耦合调频技术的研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
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5 闫民;尹建业;孙宝平;方俊;;颗粒流体力学方法(GHM)介绍[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 王士召;何国威;张星;;柔性体涡诱导振荡的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 王建省;王晓纯;;热流作用的多孔介质突变面梯度分布模型[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
8 何凡;李晓阳;;动脉壁增厚对脉搏波传播影响的数值研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 陶瑜华;黄佑;邹涛;;某型飞机液压系统流固耦合仿真与脉动应力分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 徐小溪;;输送流体管道弯曲振动研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 岳敬飞 袁克成 周翀;上市公司乱用“反收购”可能得不偿失[N];上海证券报;2006年
2 乐俊淮;降落伞:从中国杂技走向战争[N];中国国防报;2004年
3 林鸣;质量是谁的生命[N];中国质量报;2009年
4 本报记者  岳敬飞;谋划反收购 上市公司闻风而动[N];上海证券报;2006年
5 吴健;留学降落伞孩子增多[N];团结报;2010年
6 霍宇力;上风高科:美的“太子”入主,两高管获“降落伞”安排[N];第一财经日报;2006年
7 记者 魏忠杰;空间站投递货物可用航天降落伞[N];新华每日电讯;2003年
8 张军;实施“金降落伞计划”的必要性[N];中国建设报;2003年
9 益邦投资 潘敏立;空中降落伞和海底氧气瓶[N];上海证券报;2007年
10 秀 田;新型降落伞拯救失事飞机[N];大众科技报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭勇;载人飞船回收系统若干动力学问题的研究与应用[D];国防科学技术大学;2004年
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3 李勇;考虑流固耦合效应的整体压裂数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
4 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
5 王忠;坝库相互作用及抗震技术研究[D];四川大学;2001年
6 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
7 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
8 李光泉;疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟与剩余油分布研究[D];西南石油学院;2004年
9 黎水泉;弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟[D];清华大学;2000年
10 卢秀泉;调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
2 吉小艳;弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究[D];西北农林科技大学;2004年
3 王波;撬装式自动混浆系统研究[D];西南石油学院;2004年
4 吴忆峰;基于传声损失的双层隔声窗结构参数的优化设计与分析[D];汕头大学;2005年
5 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
6 曹明;流固耦合下压力管道动态断裂数值分析[D];浙江大学;2006年
7 王永权;液力偶合器叶轮与流体的流固耦合模拟与分析[D];吉林大学;2009年
8 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
9 祖楠;考虑流固耦合时的海底管道悬跨段非线性动力分析[D];中国海洋大学;2005年
10 王臣;吉林油田套管损坏力学分析及计算[D];大庆石油学院;2005年
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