发动机羽流作用下的实时月尘运动仿真

摘要：

月尘运动是月球探测器软着陆过程中不可或缺的重要环节,针对发动机羽流作用下月尘运动真实感不强和月尘颗粒运动模型过于简单的问题,提出了一种逼真的实时月尘运动仿真方法.通过计算流体动力学（CFD,Computational Fluid Dynamics）和二次谢别德插值（Quadratic Shepard）方法,分析和计算单个月尘颗粒的运动学模型,得到一定初始条件下粒子运动的二维轨迹曲线;通过分析粒子的数量、初始位置、初始速度、生命周期等参数对粒子运动学的影响和变化规律,抽象出月尘系统的粒子集;建立基于月尘粒子集的月尘运动模型.实验结果显示：该运动模型逼真的模拟了发动机羽流作用下月尘腾起、飞溅、弥漫、消散等运动过程,视觉真实感和实时性能良好,对研究真空环境中的月尘运动及月球软着陆等相关领域具有一定的参考意义.目前该方法已应用于北航虚拟现实国家重点实验室月球软着陆仿真系统.

关键词：月尘、粒子系统、运动学模型、月球表面、羽流

所属期刊栏目：38

分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划资助项目2009AA012333

在线出版日期：2012-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1096-1100