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群伞减速系统刚柔耦合动力学建模与分析 被引量：1
1
作者 王海涛 雷江利 荣伟 《航空学报》 北大核心 2025年第1期99-113,共15页
群伞减速系统被新一代可重复使用载人飞船普遍采用,对群伞系统进行动力学分析评估是航天器减速任务设计分析的重要环节。针对航天器群伞减速系统建立了多阶段、变结构、多维度刚柔耦合非线性多体动力学模型,分析了系统动力学模型的特点... 群伞减速系统被新一代可重复使用载人飞船普遍采用,对群伞系统进行动力学分析评估是航天器减速任务设计分析的重要环节。针对航天器群伞减速系统建立了多阶段、变结构、多维度刚柔耦合非线性多体动力学模型,分析了系统动力学模型的特点,指出群伞减速系统动力学具有复杂系统动力学的属性。通过仿真分析了航天器、减速伞和主伞在系统仿真中的动力学和运动参数,并对蒙特卡洛偏差仿真的结果进行了总结。仿真验证和分析结果表明,建立的刚柔耦合动力学模型能够准确模拟群伞减速系统工作过程和群伞碰撞等动力学行为。最后,针对降落伞减速系统动力学存在的问题和未来发展进行了分析和建议。 展开更多
关键词 群伞系统 刚柔耦合 复杂系统 动力学建模 减速
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环帆伞尺寸效应对其气动性能的影响
2
作者 蒋伟 刘康 +2 位作者 贾贺 薛晓鹏 荣伟 《海军航空大学学报》 2025年第4期616-622,648,共8页
降落伞伞衣面积一般很大,常需采用缩比模型进行气动性能试验。为研究环帆伞尺寸效应对其阻力性能、稳定性能和开伞性能的影响,分别采用等比缩放设计和工程缩放设计的方式,改变了降落伞结构及尺寸设计,并进行了流固耦合及绕流流场数值仿... 降落伞伞衣面积一般很大,常需采用缩比模型进行气动性能试验。为研究环帆伞尺寸效应对其阻力性能、稳定性能和开伞性能的影响,分别采用等比缩放设计和工程缩放设计的方式,改变了降落伞结构及尺寸设计,并进行了流固耦合及绕流流场数值仿真计算,对比分析了两种缩比设计方法下降落伞的气动特性。结果表明:当伞衣结构不变,按名义面积等比缩放且缩放比例介于70%~140%时,环帆伞的阻力性能和稳定性能几乎不受影响;而在此范围之外,环帆伞的阻力性能偏差约为2%。采用工程缩放设计的环帆伞,由于伞衣幅结构改变导致其绕流流场发生明显变化,进而引起气动性能和充气外形的较大变化,同时,若环帆伞的大环缝位置相对靠上,虽能降低开伞载荷峰值,但会导致阻力性能和稳定性能下降。 展开更多
关键词 名义面积 尺寸效应 等比缩放 数值仿真 流固耦合
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翼伞系统分段归航轨迹的优化设计 被引量：11
3
作者 熊菁 秦子增 +1 位作者 程文科 文红武 《航天返回与遥感》 2004年第3期11-16,共6页
如何有效利用翼伞系统自身的可操作性来规划归航轨迹 ,一直是研究人员关心的问题。近来 ,分段设计的方法以其计算简单、轨迹可知和工程实用的特点而备受关注。从六自由度动力学建模和仿真入手 ,分析了翼伞系统飞行的基本特性 ,在此基础... 如何有效利用翼伞系统自身的可操作性来规划归航轨迹 ,一直是研究人员关心的问题。近来 ,分段设计的方法以其计算简单、轨迹可知和工程实用的特点而备受关注。从六自由度动力学建模和仿真入手 ,分析了翼伞系统飞行的基本特性 ,在此基础上进一步简化了模型。然后详细介绍了一种分段优化设计翼伞轨迹的思想和各阶段的特点 ,仿真试验结果表明此方法是可行的。 展开更多
关键词 翼伞 航迹规划 分段设计 优化设计 可操纵性 动力学 侧向控制 遗传算法
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盘缝带伞超声速开伞过程研究 被引量：5
4
作者 杨璐瑜 张红英 +1 位作者 陆伟伟 童明波 《航天返回与遥感》 北大核心 2016年第3期29-38,共10页
随着深空探测着陆的发展,对降落伞超声速开伞的研究迫在眉睫。文章采用守恒元/解元算法对美国某空投试验所用盘缝带伞进行超声速开伞过程的仿真模拟,将数值仿真得到的伞衣充满外形和最大开伞动载与此盘缝带伞的高空投放试验进行对比,获... 随着深空探测着陆的发展,对降落伞超声速开伞的研究迫在眉睫。文章采用守恒元/解元算法对美国某空投试验所用盘缝带伞进行超声速开伞过程的仿真模拟,将数值仿真得到的伞衣充满外形和最大开伞动载与此盘缝带伞的高空投放试验进行对比,获得较为一致的结果,验证了数学模型的可靠性。在此基础上,继续对此盘缝带伞超声速开伞过程进行详细研究,分析了开伞过程伞衣充气外形变化、开伞动载变化、伞衣应力分布以及伞衣不同位置的应力随时间的变化情况。结果表明,开伞过程中伞衣会存在一定的"呼吸"现象,同时在伞衣口处会形成一道弓形激波。开伞动载在经历了较大的波动后逐渐稳定,伞衣盘上的应力比伞衣带上的应力值大。因此,在盘缝带伞的设计中应着重考虑伞衣盘部分的强度要求。 展开更多
关键词 盘缝带伞 充气 超声速 守恒元/解元算法 探测着陆
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轴对称降落伞稳定下降阶段的流场特性 被引量：5
5
作者 蒋崇文 曹义华 苏文翰 《航天返回与遥感》 2005年第3期10-15,46,共7页
文章根据降落伞的特点,通过3点假设(伞衣的薄膜假设、降落伞的轴对称假设和流场的定常 假设),将三维复杂流动问题,转化成二维轴对称问题,以节约计算时间。然后,建立轴对称降落伞的流体力 学计算模型,利用数值模拟手段,求解RNG(Renormali... 文章根据降落伞的特点,通过3点假设(伞衣的薄膜假设、降落伞的轴对称假设和流场的定常 假设),将三维复杂流动问题,转化成二维轴对称问题,以节约计算时间。然后,建立轴对称降落伞的流体力 学计算模型,利用数值模拟手段,求解RNG(Renormalization Group)k-epsilon湍流模型下的N—S方程组,获 得与有关单位试验相吻合的计算结果。分析发现带顶孔的轴对称降落伞绕流和亚临界状态下带中心孔的 圆球绕流,在尾流区拓扑结构上几乎完全一致。结果表明建立的轴对称降落伞模型,能够揭示降落伞流场 的本质特性,为进一步研究降落伞流场的流动机理和流固耦合问题打下基础。 展开更多
关键词 降落伞 拓扑结构 轴对称 数值模拟 RNG k-epsilon湍流模型
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基于ALE方法的群伞稳降阶段的数值模拟 被引量：5
6
作者 连亮 王中阳 +2 位作者 张红英 秦福德 李方 《航天返回与遥感》 2014年第1期21-28,共8页
随着计算机技术和数值模拟的兴起,精确描绘降落伞力学特性成为可能。文章采用任意拉格朗日—欧拉法对美国"阿波罗"飞船降落伞回收系统的稳降阶段进行了数值模拟。通过建立结构动力学与计算流体力学的耦合模型,研究了3具环帆... 随着计算机技术和数值模拟的兴起,精确描绘降落伞力学特性成为可能。文章采用任意拉格朗日—欧拉法对美国"阿波罗"飞船降落伞回收系统的稳降阶段进行了数值模拟。通过建立结构动力学与计算流体力学的耦合模型,研究了3具环帆伞的流固耦合过程,并模拟了降落伞的外形变化和伞衣内外流场的变化。流固耦合计算结果表明,各伞最终稳定在20°左右,环帆伞的群伞效率因数约为0.93,比C-9伞大。文章的分析结果对中国探月工程回收系统的主伞设计具有参考意义。 展开更多
关键词 降落伞 稳降阶段 流固耦合 任意拉格朗日-欧拉法 航天返回
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弹射和开伞过载测量中的频率分析 被引量：2
7
作者 吴明磊 李宝辉 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 2000年第2期140-142,共3页
探讨弹射和开伞过载测量设备的频带问题。方法从人体的低频响应特性出发 ,结合弹射过载和开伞过载的具体情况 ,对测量数据采取特定处理方法进行分析。结果人体具有低频响应特性 ,频率响应低于 50Hz;弹射和开伞过载的频域在 2 0 0Hz内 ;... 探讨弹射和开伞过载测量设备的频带问题。方法从人体的低频响应特性出发 ,结合弹射过载和开伞过载的具体情况 ,对测量数据采取特定处理方法进行分析。结果人体具有低频响应特性 ,频率响应低于 50Hz;弹射和开伞过载的频域在 2 0 0Hz内 ;美军标中 1 1点移动平均的处理方法 ,对信号频率成分的影响是 :小于 40Hz的成分几乎无损通过 ,40Hz与 74Hz之间的成分受到一定衰减 ,大于74Hz的成分大部分被抑制。结论当用于分析人体反应等问题时 ,采用 0～ 80Hz的低通滤波器即可 ;或采用 0～ 2 0 0Hz的低通滤波器并对测量数据进行 1 1点移动平均处理。 展开更多
关键词 频率响应 弹射装置 过载测量 救生伞 航空
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应急救生系统逃逸动力装置的性能分析 被引量：1
8
作者 陈建祥 任萱 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 1996年第4期1-5,共5页
载人航天中，应急救生分系统是火箭一飞船系统的重要组成部分，以联盟号应急救生系统为例介绍了其组成、工作程序并研究分析了逃逸动力装置──主逃逸发动机和控制发动机的性能参数与逃逸飞行弹道特性之间的相互关系；从逃逸弹道设计技... 载人航天中，应急救生分系统是火箭一飞船系统的重要组成部分，以联盟号应急救生系统为例介绍了其组成、工作程序并研究分析了逃逸动力装置──主逃逸发动机和控制发动机的性能参数与逃逸飞行弹道特性之间的相互关系；从逃逸弹道设计技术指标出发来选取动力装置的主要性能参数（推力大小及工作时间）。仿真计算得出了有益的结论。 展开更多
关键词 载人航天飞行 逃逸轨道 生命维持 救生系统
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降落伞缝合部强度分析及几种常见疵病对强度的影响 被引量：1
9
作者 于尧炳 《航天返回与遥感》 2005年第1期61-66,共6页
文章论述了影响降落伞缝合部强度的主要因素及 8种不同线迹疵病的典型形式、强度数据、图表、数据分析和结论。
关键词 降落伞 缝合部 强度
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气象探空火箭降落伞开伞点位置简化估算
10
作者 耿丹 刘召友 +1 位作者 赵超 彭进先 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第5期15-24,共10页
针对气象探空火箭降落伞开伞点位置计算较复杂的问题,文章提出一种基于惯性运动方程的简化估算方法。该方法通过对飞行试验数据的分析,将载荷从分离至开伞段的运动简化为仅受重力作用的质点惯性运动,通过求解惯性运动方程计算载荷飞行速... 针对气象探空火箭降落伞开伞点位置计算较复杂的问题,文章提出一种基于惯性运动方程的简化估算方法。该方法通过对飞行试验数据的分析,将载荷从分离至开伞段的运动简化为仅受重力作用的质点惯性运动,通过求解惯性运动方程计算载荷飞行速度,以动压阈值作为开伞触发条件,忽略开伞过程中的大气阻力和充气动力学效应,直接推导开伞高度,由此确定开伞点的空间相对位置。理论分析及研究结果表明:在高度大于60 km的分离至开伞段忽略大气阻力和充气过程是可行的,估算开伞点的最大水平距离误差为5.85 km,远小于高空大气数十千米的水平均一性尺度,满足工程应用需求。该估算方法在保证精度的前提下显著降低了计算复杂度,已成功应用于某型探空火箭系统优化,可为高精度气象探测任务提供可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 气象探空火箭 再入飞行 降落伞 开伞 动压
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美国研制升力体空间站救生艇
11
作者 马宏林 《航天返回与遥感》 1997年第4期9-11,8,共4页
该文介绍美国空间站救生艇—升力体的要求,飞行试验计划、发射方法、结构和着陆系统。
关键词 航天救生 升力体 救生艇 空间站 美国
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降落伞可靠性评定及其试验量决策 被引量：10
12
作者 王学 冯志刚 +2 位作者 高普云 荣伟 郭奎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1685-1689,共5页
降落伞是回收着陆分系统的核心部分,其可靠度下限指标一般很高。若仅依据成败型系统级空投试验来评定该指标,需安排大量系统级空投试验,这在工程上通常难以接受。为了能够全面地反映降落伞的可靠性,本文提出了基于Bayes理论的降落伞可... 降落伞是回收着陆分系统的核心部分,其可靠度下限指标一般很高。若仅依据成败型系统级空投试验来评定该指标,需安排大量系统级空投试验,这在工程上通常难以接受。为了能够全面地反映降落伞的可靠性,本文提出了基于Bayes理论的降落伞可靠性评定方法。该方法将降落伞强度试验数据作为验前信息,采用Bayes理论将其与系统级空投试验信息融合起来,据此评定降落伞的可靠性。该方法建立在严格的理论推导之上,评估结果与工程实际情况相符,所计算的系统级空投试验量较经典方法大为降低,可大量节约试验经费和工作量。将上述方法应用于某型降落伞可靠性分析,结果表明该方法是有效可行的。 展开更多
关键词 降落伞 可靠性 BAYES方法 信息融合 强度试验 空投试验
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降落伞充气过程研究方法综述 被引量：18
13
作者 彭勇 程文科 +1 位作者 宋旭民 张青斌 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期38-44,共7页
文章介绍了降落伞充气过程的研究方法 ,包括完全试验方法、半试验半理论方法及完全理论方法。其中 ,着重介绍了半试验半理论方法及完全理论方法的内容及发展状况。在介绍各种研究方法的同时 ,阐述了降落伞充气过程包含的复杂物理现象、... 文章介绍了降落伞充气过程的研究方法 ,包括完全试验方法、半试验半理论方法及完全理论方法。其中 ,着重介绍了半试验半理论方法及完全理论方法的内容及发展状况。在介绍各种研究方法的同时 ,阐述了降落伞充气过程包含的复杂物理现象、研究难点及解决方法 ;最后指出了当前充气过程研究的热点及发展趋势。 展开更多
关键词 降落伞 充气过程 完全试验方法 充气距离
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非线性小波变换在故障特征提取中的应用 被引量：13
14
作者 段晨东 何正嘉 姜洪开 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期129-132,共4页
经典小波变换在不同尺度采用一种小波基 ,不能很好地匹配信号的局部特征 ,因而造成降噪信号丢失了原始信号中部分的有用信息。为了克服上述缺陷 ,提出了一种基于第二代小波变换的非线性小波变换振动信号预处理方法 .应用第二代小波变换... 经典小波变换在不同尺度采用一种小波基 ,不能很好地匹配信号的局部特征 ,因而造成降噪信号丢失了原始信号中部分的有用信息。为了克服上述缺陷 ,提出了一种基于第二代小波变换的非线性小波变换振动信号预处理方法 .应用第二代小波变换的预测器和更新器相互独立的特点 ,根据预测方差最小的选取原则 ,确定每个变换样本的最佳预测器 ,使预测器能够适应信号的局部特征。模拟数据和振动信号的分析表明 ,该方法克服了传统小波降噪方法局部信息丢失的缺陷 ,不仅可以有效地去除信号中的噪声 ,而且能够保留信号的局部特征。作为一种预处理方法 ,在某发电厂的故障诊断中有效地从振动信号中提取了故障特征。 展开更多
关键词 局部特征 预测器 信息丢失 信号丢失 第二代小波变换 模拟数据 匹配 非线性小波变换 故障特征 小波基
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载人飞船返回舱着陆救生辅助决策系统研究
15
作者 冯书兴 李云芝 廖学军 《指挥技术学院学报》 1998年第4期7-12,共6页
本文论述了综合利用ＧＩＳ和ＧＰＳ技术，研究解决了电子地图管理，三维地图的算法模型与生成方法，搜索救援最优路径选择模型与算法等技术难题，研究结果有利于提高飞船着陆救生的自动化指挥水平，以满足载人航天任务着陆救一的快速救... 本文论述了综合利用ＧＩＳ和ＧＰＳ技术，研究解决了电子地图管理，三维地图的算法模型与生成方法，搜索救援最优路径选择模型与算法等技术难题，研究结果有利于提高飞船着陆救生的自动化指挥水平，以满足载人航天任务着陆救一的快速救援需要。 展开更多
关键词 载人飞船 着陆求生 GIS 辅助决策 返回舱 GPS
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飞船降落伞系统的可靠性建模 被引量：5
16
作者 王学 高普云 +2 位作者 冯志刚 荣伟 郭奎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1645-1649,共5页
飞船降落伞系统中设计有主伞包开关判别和速度判别两个主伞系状态监测装置,这使得飞船降落伞系统具有其自身特点。主伞包开关判别和速度判别装置各自具有两类任务可靠性,且它们各自的监测范围不同。采用冷贮备模型描述飞船降落伞系统可... 飞船降落伞系统中设计有主伞包开关判别和速度判别两个主伞系状态监测装置,这使得飞船降落伞系统具有其自身特点。主伞包开关判别和速度判别装置各自具有两类任务可靠性,且它们各自的监测范围不同。采用冷贮备模型描述飞船降落伞系统可靠性时,需基于一定的假设,不能准确地描述飞船降落伞系统的可靠性。为此,在分析飞船降落伞系统自身特点和冷贮备模型局限性的基础上,采用事件树方法,建立了飞船降落伞系统的可靠性事件树和更为准确的可靠性数学模型。该模型更具一般性,能更准确地反映飞船降落伞系统的可靠性。 展开更多
关键词 降落伞系统 可靠性 事件树 监测装置 冷贮备模型
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降落伞稳定下降阶段流场的数值模拟 被引量：11
17
作者 李晓勇 曹义华 +1 位作者 蒋崇文 王健 《航天返回与遥感》 2004年第2期5-9,共5页
随着计算流体力学 (CFD)和结构有限元分析法的兴起 ,精确描绘降落伞力学特性成为可能。文中采用有限体积法求解不可压流的N -S方程 ,采用Spalart-Allmaras(SA)模型作为湍流模型 ,以模拟降落伞稳定下降阶段时的流场特性。流场的计算结果... 随着计算流体力学 (CFD)和结构有限元分析法的兴起 ,精确描绘降落伞力学特性成为可能。文中采用有限体积法求解不可压流的N -S方程 ,采用Spalart-Allmaras(SA)模型作为湍流模型 ,以模拟降落伞稳定下降阶段时的流场特性。流场的计算结果与实验数据基本一致 。 展开更多
关键词 降落伞 N—S方程 流场 数值模拟 计算流体力学 结构有限元分析法 力学特性 湍流模型
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环帆伞技术与发展综述 被引量：6
18
作者 贾华明 杨霞 +3 位作者 李少腾 牛国永 林汝领 刘乃彬 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第3期41-51,共11页
环帆伞具有开伞可靠、开伞冲击小和伞衣抗损伤能力强的特点,已广泛应用于载人航天回收系统。为全面了解和跟踪环帆伞技术的发展,特别是了解和掌握基于群伞使用的大型环帆伞技术,文章通过分析环帆伞的结构特点,总结环帆伞在航天领域的成... 环帆伞具有开伞可靠、开伞冲击小和伞衣抗损伤能力强的特点,已广泛应用于载人航天回收系统。为全面了解和跟踪环帆伞技术的发展,特别是了解和掌握基于群伞使用的大型环帆伞技术,文章通过分析环帆伞的结构特点,总结环帆伞在航天领域的成功应用经验,证明环帆伞是大型降落伞,尤其是载人航天群伞技术的首选伞型。同时文章还对环帆伞的设计改进过程进行了回顾,包括伞衣侧剖面形状、伞衣上下缘张满度、透气量、使用材料、加工工艺和包伞技术。最后对群伞使用情况进行了探讨,尤其是开伞不同步的问题,并提出了提高充气同步性的建议,这对于中国新一代载人飞船群伞技术的研究具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 回收系统 环帆伞 伞衣侧剖面形状 张满度 群伞 载人航天
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一种仿HX扁平面对称类升力体布局气动特性分析 被引量：7
19
作者 刘深深 解静 +2 位作者 冯毅 唐伟 桂业伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期787-791,共5页
为解决HTV-2飞行器存在的横侧向稳定性问题,采用二次曲线方法及CST方法,提出了一种对HTV-2外形进行改进的仿HX气动模型,并对二者气动特性进行了综合对比分析。重点探究了仿HX外形在横侧向稳定性方面相比于HTV-2的改进,同时对仿HX飞行器... 为解决HTV-2飞行器存在的横侧向稳定性问题,采用二次曲线方法及CST方法,提出了一种对HTV-2外形进行改进的仿HX气动模型,并对二者气动特性进行了综合对比分析。重点探究了仿HX外形在横侧向稳定性方面相比于HTV-2的改进,同时对仿HX飞行器两侧小翼采用正交设计进行了关键气动布局参数分析,并对尾部控制舵进行了匹配设计。结果表明,HX外形在保持HTV-2外形高升阻比特性的同时,能够显著地增强偏航方向的稳定性,改进效果主要与两侧小翼翼高及面积呈正相关,在小安装角度下对安装角度变化不敏感。同时经过质心与控制舵匹配设计,该方案具备较高的控制效率和合理的配平攻角范围。 展开更多
关键词 类HX 高超声速飞行器 气动布局 概念设计
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对称面圆周角对轴对称降落伞流场特性的影响 被引量：6
20
作者 蒋崇文 曹义华 苏文翰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期271-275,共5页
根据降落伞的特点，通过3点假设（伞衣薄膜、伞的轴对称和流场定常），将三维复杂流动问题转化成二维轴对称问题，以节约计算时间．定义对称面圆周角，保持伞衣幅底部直径和顶孔直径不变，选取对称面圆周角在80°-140°范围内... 根据降落伞的特点，通过3点假设（伞衣薄膜、伞的轴对称和流场定常），将三维复杂流动问题转化成二维轴对称问题，以节约计算时间．定义对称面圆周角，保持伞衣幅底部直径和顶孔直径不变，选取对称面圆周角在80°-140°范围内变化，建立一系列轴对称降落伞的计算模型．利用数值模拟手段，求解RNG（Renormalization Group）k-epsilon湍流模型下的N-S方程组，获得与有关单位试验相吻合的计算结果．分析发现对称面圆周角和伞衣幅高度对降落伞阻力影响很小．算例中阻力随对称面圆周角的变化在±0．28％以内．对称面圆周角的变化对轴对称降落伞尾流区流场的拓扑结构没有影响．对称轴上存在2个鞍点，随着对称面圆周角的增大，第1个鞍点的位置几乎不变，第2个鞍点的位置向尾流方向推移． 展开更多
关键词 降落伞 拓扑 阻力 数值方法 轴向流动 尾迹
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