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气囊无污染线性分离装置本构建模研究
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作者 郭嘉瑞 范瑞祥 +2 位作者 高朝辉 雷悦 俄鲁璋 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期76-80,共5页
为了解决火箭整流罩平抛分离装置-气囊式无污染分离装置的分离运动精确预测问题,考虑气体在气囊中的过程近似为绝热过程,基于灰箱思维,提出了一套分离作用力理论本构模型。结合1 m长平板分离试验数据以及遗传算法,给出了本构模型中关键... 为了解决火箭整流罩平抛分离装置-气囊式无污染分离装置的分离运动精确预测问题,考虑气体在气囊中的过程近似为绝热过程,基于灰箱思维,提出了一套分离作用力理论本构模型。结合1 m长平板分离试验数据以及遗传算法,给出了本构模型中关键参数求解方法,确保了本构模型的可解性。基于所构建的本构模型,具备分离装置分离力的精确计算,并据此为输入实现了分离装置相对分离运动的精确预测。利用1 m长平板试验数据以及有限元仿真数据,从试验及仿真2个维度验证了本构模型的正确性。 展开更多
关键词 气囊式 分离装置 分离作用力 本构模型 平板分离试验
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基于折纹管的捕获器设计与冲击响应分析
2
作者 明世朝 周益典 +5 位作者 牛飞 姚重阳 杨东生 许俊伟 宋志博 严旭 《强度与环境》 2025年第1期42-47,共6页
火工连接装置是舱段分离常用的点式分离装置,为保护舱内仪器不被分离后的螺栓损坏,需安装捕获器装置以捕获高速飞行下的螺栓。常用的捕获器存在捕获器断裂且螺栓飞出的风险,究其原因是分离后螺栓的冲击能量未被有效的耗散。为此,本文基... 火工连接装置是舱段分离常用的点式分离装置,为保护舱内仪器不被分离后的螺栓损坏,需安装捕获器装置以捕获高速飞行下的螺栓。常用的捕获器存在捕获器断裂且螺栓飞出的风险,究其原因是分离后螺栓的冲击能量未被有效的耗散。为此,本文基于折纹管优异的吸能性能,提出了一种包含折纹管结构的新型捕获器。通过仿真分析得知,折纹管捕获器可通过发生钻石模式来耗散螺栓冲击能量,有效降低了捕获器外侧壳体的冲击响应。此外,经过捕获器关键参数分析后发现,折纹管的折角与厚度等参数的最佳取值与螺栓冲击速度紧密相关。 展开更多
关键词 折纹管 捕获器 冲击响应
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面向微纳卫星释放的电磁作动器设计与分析
3
作者 曲虹屹 王刚 吴磊 《军民两用技术与产品》 2025年第9期40-47,共8页
音圈电机具有响应速度快、结构简单、比推力高、体积小等优点。采用基于音圈电机结构的分离机构,可以满足有限空间内不同载荷不同分离速度的可重复作动。本文基于传统的音圈电机结构,设计了一种电磁作动器,通过控制变量改变该电磁作动... 音圈电机具有响应速度快、结构简单、比推力高、体积小等优点。采用基于音圈电机结构的分离机构,可以满足有限空间内不同载荷不同分离速度的可重复作动。本文基于传统的音圈电机结构,设计了一种电磁作动器,通过控制变量改变该电磁作动器的磁轭厚度和永磁体厚度及永磁体布局方式提高分离速度,最终采用协同方式设计了一种永磁体位于线圈两侧的电磁作动装置,可满足理论技术指标。 展开更多
关键词 音圈电机 电磁作动 空间分离 分离速度 卫星释放
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星箭连接分离装置产品化工作探索研究
4
作者 康士朋 邢威 +3 位作者 张尚强 王文峰 江涛 林仁邦 《航天工业管理》 2025年第3期1-6,共6页
星箭连接分离装置(以下简称“星箭分离装置”)是实现卫星与运载火箭连接与分离的重要单机产品,在国内外航天领域被广泛应用,其产品功能直接决定了发射任务的成败。上海宇航系统工程研究所(以下简称“研究所”)自20世纪90年代开始研制星... 星箭连接分离装置(以下简称“星箭分离装置”)是实现卫星与运载火箭连接与分离的重要单机产品,在国内外航天领域被广泛应用,其产品功能直接决定了发射任务的成败。上海宇航系统工程研究所(以下简称“研究所”)自20世纪90年代开始研制星箭分离装置,到目前已经形成了包带式、点式、机构式及立方星分离装置,共计四大系列几十余种规格产品,可以满足国内外不同重量卫星的发射需求。 展开更多
关键词 分离装置 产品化 探索研究
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双层响应板式冲击系统参数对冲击响应谱的影响
5
作者 王旭阳 朱伟 +3 位作者 王婷 时寒阳 雷党彬 吴琼 《航天器环境工程》 2025年第4期371-377,共7页
响应板式冲击系统是航天器部件爆炸冲击环境考核的重要试验装置,但其参数对系统冲击响应的影响规律尚不明确,导致试验调试效率低下。针对该问题,文章基于双层响应板式冲击系统建立了高保真度有限元冲击模型,系统分析了下响应板厚度、上... 响应板式冲击系统是航天器部件爆炸冲击环境考核的重要试验装置,但其参数对系统冲击响应的影响规律尚不明确,导致试验调试效率低下。针对该问题,文章基于双层响应板式冲击系统建立了高保真度有限元冲击模型,系统分析了下响应板厚度、上响应板安装位置、炮弹撞击位置及速度等参数对冲击响应谱的影响。研究发现:低频段(≤1000Hz)响应与下响应板厚度呈线性正相关(厚度21mm时衰减至25%),炮弹靠近传力结构时中低频段(≤5000Hz)响应最高放大2.2倍,上响应板靠近边界约束可使低频响应减小50%,而炮弹速度从6m/s提升至18m/s时,低频响应放大5.5倍,且响应谱拐点频率稳定在1500Hz附近。研究结果为优化系统设计参数、提升航天器冲击试验的效率与可靠性提供了定量依据。 展开更多
关键词 双层响应板 冲击响应谱 参数优化 有限元分析 动态特性
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一种多星分离的姿控联合仿真方法 被引量:2
6
作者 姜周 卢松涛 +2 位作者 吕鹏伟 吴瀚枭 杨海鹏 《宇航总体技术》 2024年第2期59-65,共7页
现阶段仅依据多体动力学,难以准确分析和评估多星分离时含调姿过程的近远场分离过程。因此针对一箭多星任务的分离安全性设计需求,提出了一种姿控联合仿真方法,实现了近远场分离的实时调姿仿真。计算结果表明,该方法与专业弹道软件相比... 现阶段仅依据多体动力学,难以准确分析和评估多星分离时含调姿过程的近远场分离过程。因此针对一箭多星任务的分离安全性设计需求,提出了一种姿控联合仿真方法,实现了近远场分离的实时调姿仿真。计算结果表明,该方法与专业弹道软件相比,计算误差不超过5%。同时为了进一步研究结构参数、动力学参数和调姿算法等变量对分离方案的影响,结合拉丁超立方采样和蒙特卡罗打靶法,优化了采样空间,从而可以快速分析变量偏差、采样方式对不同分离工况的影响,进而准确判定分离方案的安全性。该方法实现了参数的自动化设置,可有效提高仿真效率,能为一箭多星发射任务的快速论证及分离安全性设计需求提供有力支撑。 展开更多
关键词 多星分离 姿控联合仿真 近远场分离 仿真方法
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力偶式星箭分离装置方案设计及参数影响分析
7
作者 王紫阳 王惠 张明 《机械设计与制造工程》 2024年第2期61-66,共6页
以一箭四星发射任务为研究背景,设计一种集合分离功能与卫星起旋功能的力偶式星箭分离方案。该方案由4套对称布置的力偶式分离装置组成,每套分离装置上包含作用点对称的两个分离冲量装置和接触面相关结构。基于ADAMS软件,建立了以气动... 以一箭四星发射任务为研究背景,设计一种集合分离功能与卫星起旋功能的力偶式星箭分离方案。该方案由4套对称布置的力偶式分离装置组成,每套分离装置上包含作用点对称的两个分离冲量装置和接触面相关结构。基于ADAMS软件,建立了以气动作动筒为分离冲量装置的星箭分离动力学模型,采用正交设计方法分析了分离系统设计参数对分离过程的影响。结果表明:最大活塞行程和峰值推力增大可有效增大卫星起旋角速度与相对分离速度;增大推力夹角和作用点直径提高了卫星起旋角速度,但会减小相对分离速度。最后,综合考虑各设计参数的影响与卫星结构限制,确定了一组合适的分离系统参数。 展开更多
关键词 多星分离 力偶式分离方案 结构设计 正交设计
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星箭锁紧装置黏滞摩擦系数的影响因素研究
8
作者 李寅博 曹景乐 +1 位作者 陈友伟 解国新 《宇航总体技术》 2024年第2期66-72,共7页
星箭锁紧装置是卫星与火箭连接的关键机构。装置中的V形卡块在预紧力施加过程中,易发生偏斜,使得星箭分离配合面接触不均匀,产生应力集中,导致星箭分离面黏着磨损。本文研究了星箭锁紧装置中的V形卡块和上下端框的铝合金摩擦副在不同影... 星箭锁紧装置是卫星与火箭连接的关键机构。装置中的V形卡块在预紧力施加过程中,易发生偏斜,使得星箭分离配合面接触不均匀,产生应力集中,导致星箭分离面黏着磨损。本文研究了星箭锁紧装置中的V形卡块和上下端框的铝合金摩擦副在不同影响因素下摩擦系数的变化,探究了温度、正压力以及铝合金表面粗糙度对界面黏着和黏滞摩擦系数的影响。研究结果表明,硫酸阳极化处理的2A14T6-2A14T6比较适合作为摩擦副材料,在加工和锁紧过程中,应合理控制其粗糙度、温度和正压力,以避免黏着磨损。 展开更多
关键词 2A14T6铝合金 2219铝合金 界面黏着 星箭分离
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基于MBSE的运载火箭一二级分离仿真分析研究 被引量:1
9
作者 张文丰 蔡小双 +2 位作者 刘振东 王其晓 靳益利 《航天技术与工程学报》 2024年第2期52-62,共11页
面向运载火箭的一二级分离系统设计验证需求,建立基于MBSE的需求-设计-验证的一体化模型,开展集成打靶仿真方法研究,旨在解决一二级分离系统设计与验证之间存在割裂的问题;针对型号产品的打靶仿真分析,探索一二级分离较为恶劣的工况,优... 面向运载火箭的一二级分离系统设计验证需求,建立基于MBSE的需求-设计-验证的一体化模型,开展集成打靶仿真方法研究,旨在解决一二级分离系统设计与验证之间存在割裂的问题;针对型号产品的打靶仿真分析,探索一二级分离较为恶劣的工况,优化一二级分离的设计裕度;同时结合型号产品特点,研究了初始角速度对分离间隙的影响,总结了型号设计需重视的一二级分离影响参数。研究结果表明,当前的系统设计能够满足安全分离的条件,运载火箭一二级安全分离的需求能够得到验证。 展开更多
关键词 MBSE 一二级分离 需求验证 集成仿真
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升力体火箭上面级分离弹簧优化设计研究
10
作者 缪佶 孙晓娜 +1 位作者 落䶮寿 安军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期108-116,共9页
针对升力体火箭在低空高速飞行环境下上面级分离难度大的问题,提出了一种基于分离弹簧的上面级分离方案,将ADAMS和Matlab集成实现了分离多体动力学仿真分析,采用试验设计方法对同时考虑分离工况偏差和分离弹簧偏差的上面级分离过程进行... 针对升力体火箭在低空高速飞行环境下上面级分离难度大的问题,提出了一种基于分离弹簧的上面级分离方案,将ADAMS和Matlab集成实现了分离多体动力学仿真分析,采用试验设计方法对同时考虑分离工况偏差和分离弹簧偏差的上面级分离过程进行打靶仿真计算,确保了分离方案的可靠性。为了进一步优化分离方案,基于Isight建立了上面级分离优化问题模型,并采用多岛遗传算法对分离弹簧质量进行了优化设计,在确保分离过程满足全部约束条件的情况下使分离弹簧质量大幅降低,其降幅达到了48.87%,有效提升了火箭性能。 展开更多
关键词 上面级分离 分离弹簧 动力学仿真 打靶仿真 优化设计
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考虑附加弯矩后的大直径螺栓承载能力研究
11
作者 张宏宇 刘晓华 +2 位作者 范刚 王捷冰 李凤全 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-45,共7页
为获得大直径螺栓典型连接结构的承载特性,在有限元分析的基础上开展地面试验研究,获得大直径螺栓的轴力与附加弯矩,揭示其破坏机理。分析及试验结果表明,附加弯矩是影响大直径螺栓承载能力的重要因素,考虑附加弯矩后,等效轴力是原始轴... 为获得大直径螺栓典型连接结构的承载特性,在有限元分析的基础上开展地面试验研究,获得大直径螺栓的轴力与附加弯矩,揭示其破坏机理。分析及试验结果表明,附加弯矩是影响大直径螺栓承载能力的重要因素,考虑附加弯矩后,等效轴力是原始轴力的数倍。提出了考虑附加弯矩影响后的大直径螺栓强度计算公式,提高了预示精度。此外,开展了降低大直径螺栓附加弯矩的方法研究,指出了结构优化方向。 展开更多
关键词 大直径螺栓 附加弯矩 承载 等效轴力 结构优化
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补偿型航天器分离装置设计
12
作者 丁星 尚宇晴 +2 位作者 张晓宏 张兴勇 华洲 《强度与环境》 CSCD 2024年第2期14-19,共6页
为了满足新一代航天器小型化及分离姿态可控的需求,确保航天器的可靠分离,提出了一种补偿型航天器分离装置设计方法。通过ADAMS软件建立了分离装置动力学模型,对其分离特性进行了研究及试验验证,评估了该分离装置对分离姿态的补偿效果... 为了满足新一代航天器小型化及分离姿态可控的需求,确保航天器的可靠分离,提出了一种补偿型航天器分离装置设计方法。通过ADAMS软件建立了分离装置动力学模型,对其分离特性进行了研究及试验验证,评估了该分离装置对分离姿态的补偿效果。研究结果表明:合理调整各弹簧装置的空间分布位置,可完全补偿弹簧推力偏差、航天器质心偏移带来的分离扰动,有效调节航天器分离姿态。相比于常规分离装置,其质量及占用空间可降低30%以上。研究结果对小型航天器分离装置设计具有重要的工程参考价值。 展开更多
关键词 分离装置 小型航天器 分离姿态 补偿
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固体发动机推力偏差对导弹级间分离的影响 被引量:10
13
作者 杨涛 王中伟 +2 位作者 张为华 吴雄 李桢 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-4,共4页
考虑固体发动机推力偏斜和横移的影响,应用六自由度弹道方程对地空导弹级间分离进行了建模、仿真。对级间分离后主级受控信号被助推级遮挡过程进行了建模分析。仿真计算表明,推力偏斜和横移对分离(或遮挡)过程影响较大;分离时间越晚,过... 考虑固体发动机推力偏斜和横移的影响,应用六自由度弹道方程对地空导弹级间分离进行了建模、仿真。对级间分离后主级受控信号被助推级遮挡过程进行了建模分析。仿真计算表明,推力偏斜和横移对分离(或遮挡)过程影响较大;分离时间越晚,过程时间越短;第一个滚转周期内的推力偏差对结果有决定性影响。 展开更多
关键词 地空导弹 固体火箭发动机 级间分离 推力偏斜 横移 信号遮挡 仿真
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基于ADAMS的内装式空射运载火箭分离过程动力学分析 被引量:10
14
作者 张久星 张登成 +1 位作者 朱和铨 张艳华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期153-156,共4页
为初步论证内装式空中发射运载火箭总体方案,利用动力学仿真软件ADAMS和实体建模软件Solidworks联合建立了载机、运载火箭、稳定伞等样机的实体模型;对分离过程中三者的受力情况进行了详细分析,并建立了动力学仿真所需要的动力学方程;... 为初步论证内装式空中发射运载火箭总体方案,利用动力学仿真软件ADAMS和实体建模软件Solidworks联合建立了载机、运载火箭、稳定伞等样机的实体模型;对分离过程中三者的受力情况进行了详细分析,并建立了动力学仿真所需要的动力学方程;对样机进行动力学仿真,验证样机建立正确合理,从而为空气动力仿真提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 ADAMS 动力学仿真 飞行力学 空中发射 运载火箭 物伞系统
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低空高速飞行器整流罩分离技术研究现状和展望 被引量:15
15
作者 朱学昌 李浩远 +1 位作者 喻天翔 宋笔锋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期12-17,共6页
低空高速下的整流罩分离技术,是提高飞行器运载能力和实现特殊弹道的需要,它与目前的常规整流罩分离相比多因素耦合更强,技术难度更大。介绍了目前整流罩的类型及与其相适应的分离方式;阐述了低空高速状态下整流罩分离中气动力计算、罩... 低空高速下的整流罩分离技术,是提高飞行器运载能力和实现特殊弹道的需要,它与目前的常规整流罩分离相比多因素耦合更强,技术难度更大。介绍了目前整流罩的类型及与其相适应的分离方式;阐述了低空高速状态下整流罩分离中气动力计算、罩体结构设计和分离过程运动与动力学计算的国内外研究发展现状。依据工程实践,考虑低空高速整流罩分离复杂工况,提出基于动力学仿真技术的研究思路,并通过对应用实例的结果分析,总结了低空高速整流罩分离技术目前存在的问题及其发展趋势。 展开更多
关键词 低空高速整流罩 分离技术 气动力加载 动力学仿真
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高超声速验证飞行器助推分离段流场数值研究 被引量:5
16
作者 郭正 刘君 +1 位作者 李晓斌 瞿章华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期219-222,共4页
为了模拟有相对运动的多体非定常绕流 ,发展了基于弹簧近似的非结构动网格方法及耦合动网格的Euler解算器。作为方法验证 ,模拟了俯仰振动的NACA0 0 12翼型绕流 ,计算结果与实验及文献结果非常接近。采用二维近似外形 ,对高超声速验证... 为了模拟有相对运动的多体非定常绕流 ,发展了基于弹簧近似的非结构动网格方法及耦合动网格的Euler解算器。作为方法验证 ,模拟了俯仰振动的NACA0 0 12翼型绕流 ,计算结果与实验及文献结果非常接近。采用二维近似外形 ,对高超声速验证飞行器助推分离段流场进行了数值研究 ,得到了不同时刻由于多体相对运动形成的干扰流场结构以及分离过程的气动力参数。 展开更多
关键词 助推器分离 非定常流 流动分布 数值仿真 欧拉方程
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分离螺母的关键设计参数分析 被引量:13
17
作者 高滨 李忠刚 马景 《航天返回与遥感》 2001年第2期63-65,共3页
分离螺母是一种火工连接分离装置 ,用于卫星和火箭的分离机构。本文介绍了分离螺母的作用原理 ,对燃气压力、支撑角、螺纹角和载荷的关系进行了分析。在螺栓载荷和设计约束条件一定的情况下 ,改变分离的支撑角可引起轴向和径向载荷的变... 分离螺母是一种火工连接分离装置 ,用于卫星和火箭的分离机构。本文介绍了分离螺母的作用原理 ,对燃气压力、支撑角、螺纹角和载荷的关系进行了分析。在螺栓载荷和设计约束条件一定的情况下 ,改变分离的支撑角可引起轴向和径向载荷的变化 ,从而影响分离螺母的分离能力。为保证分离螺母正常工作并有合适的裕度 ,应合理设计支撑角的大小。 展开更多
关键词 火工装置 分离螺母 航天 分离机构 卫星 火箭 载荷 约束条件 支撑角
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基于LS-DYNA的包带式星箭连接装置分离过程和冲击响应分析 被引量:10
18
作者 武新峰 刘观日 +3 位作者 雷勇军 宋保永 王帅 于兵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第24期174-179,共6页
采用显式非线性动力学分析方法来研究包带式星箭连接装置的分离过程和冲击响应,给出了有限元建模和预紧力施加方法,采用LS-DYNA软件计算得到某包带式星箭连接装置的包带动态包络和冲击响应;分析了对接框刚度、抗剪凸台、分离弹簧和拉伸... 采用显式非线性动力学分析方法来研究包带式星箭连接装置的分离过程和冲击响应,给出了有限元建模和预紧力施加方法,采用LS-DYNA软件计算得到某包带式星箭连接装置的包带动态包络和冲击响应;分析了对接框刚度、抗剪凸台、分离弹簧和拉伸弹簧刚度系数等参数对分离冲击的影响,并采用单自由度"弹簧-质量"系统模拟缓释过程,讨论了缓释过程对分离冲击的影响。结果表明:①采用显式非线性动力学分析方法能够同时解决星箭分离过程仿真和冲击响应分析问题;②增加对接框刚度,合理设计抗剪凸台高度,适当减小分离弹簧推力和拉伸弹簧拉力均可降低分离冲击响应;③延长解锁装置释放时间能够同时降低最大冲击响应峰值及其对应频率。 展开更多
关键词 包带式星箭连接装置 显式非线性分析 动态包络 分离冲击
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载人飞船与运载火箭分离过程的仿真研究 被引量:13
19
作者 李中郢 崔乃刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期119-122,共4页
在以弹簧推杆为分离元件的前提下,建立了船箭分离过程的数学模型,通过仿真计算分析了推杆参数及分散性对飞船入轨精度。
关键词 弹簧推杆 数字仿真 载人飞船 运载火箭 分离机构
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高超声速飞行器级间分离偏差干扰仿真 被引量:12
20
作者 贾如岩 江振宇 张为华 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期578-582,共5页
以大气层内高超声速条件下级间分离过程为对象,研究了利用蒙特卡洛方法对随机偏差干扰下的这一过程进行仿真分析的途径。分析了随机偏差对分离运动的影响,建立了能够支持偏差耦合仿真的分离动力学模型与分离运动特征值计算模型,建立了... 以大气层内高超声速条件下级间分离过程为对象,研究了利用蒙特卡洛方法对随机偏差干扰下的这一过程进行仿真分析的途径。分析了随机偏差对分离运动的影响,建立了能够支持偏差耦合仿真的分离动力学模型与分离运动特征值计算模型,建立了利用蒙特卡洛方法进行分离过程仿真的具体流程,最后通过算例验证了模型的合理性与仿真方法的有效性。研究结果表明,通过蒙特卡洛方法可实现对随机偏差干扰下高动压分离过程的运动范围、潜在风险以及失败概率进行定量预测。 展开更多
关键词 高超声速 级间分离 偏差 蒙特卡洛法
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