液体非线性晃动试验与等效力学模型仿真

摘要：

航天器的在轨机动可能导致液体燃料出现包括非线性晃动在内的复杂动力学行为.采用运动脉动球模型(MPBM)对液体非线性旋转晃动问题进行了研究,并通过开展地面试验验证了MPBM仿真结果的准确性.首先,在MPBM的建模过程中以晃动回复力的形式考虑重力的影响,具体是通过虚功原理将重力作用引入到脉动球的能量变化过程.然后,搭建地面晃动试验平台,实现了对球型贮箱晃动现象的准确观测以及对晃动力和晃动力矩的实时测量.最后,以试验实测的加速度激励和晃动力为参照,采用MPBM进行了仿真与对比,仿真结果较好地匹配了试验结果.文中对液体晃动的合理抽象进一步地提升了等效力学模型对复杂晃动行为的仿真能力,为实现航天器更为高效、准确的在轨控制提供基础.

关键词：运动脉动球模型(MPBM)、非线性旋转晃动、地面晃动试验、晃动力、数值仿真

所属期刊栏目：42

分类号：O351(流体力学)

资助基金：国防科工局民用航天十三五技术预先研究项目;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：125-133