降落伞开伞过程数值模拟及可视化技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojun510
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降落伞由于具有结构简单、成本较低、减速性能优越和工作可靠性高的特点,因此被广泛应用于各类有效载荷回收过程中,也是载人飞船回收着陆系统的主要组成部分。降落伞开伞过程是整个降落伞工作过程中最为复杂的一个阶段,决定着降落伞工作的安全性和可靠性。  为了能更清晰、直观的描述载人飞船回收过程中降落伞开伞的工作状态,需要对开伞过程进行可视化研究。随着计算机硬件和信息技术的发展,以实时数据驱动的动画形式表达降落伞的工作过程成为当下降落伞领域研究的热点问题。  本文根据载人飞船降落伞回收系统的工作过程,首先建立了降落伞开伞阶段(包括拉直阶段、充气阶段)和稳定阶段的动力学模型,分析了减速伞、主伞包、伞衣伞绳、返回舱等各部分在整个降落伞开伞过程中的运动特性。运用数值模拟方法,计算得到开伞过程中各部分速度、位移、力学特性等关键参数。基于Visual C++6.0平台,利用OpenGL图形库,结合计算机图形学的场景显示、三维建模、几何变换和动画技术,完成了以实时结果数据驱动的载人飞船回收过程中降落伞拉直、充气过程的视景可视化。  本文研究成果所依据的动力学理论模型和流固耦合方法相比,具有简单、方便,计算速度快的特点,且能形象地展示降落伞-载荷系统的工作过程,可为伞载系统及其它飞行系统的可视化研究提供一定参考。
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