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空间环境及其效应

空间环境及其效应

空间环境是航天器运行的环境,对航天器在轨安全可靠运行有重要影响。空间环境因素包括高能带电粒子、电磁辐射、等离子体、中性大气和原子氧、空间碎片和微流星体、地磁场、引力场和空间污染等。

目前已有较多针对空间环境效应研究的专著、文献,在地面模拟空间环境效应也有相应的标准,但空间环境效应模拟计算分析总结较少,仍需进一步开展研究,建立计算分析规范,总结相关基础数据,为航天器设计人员提供可靠的空间环境效应分析工具和数据。此书编纂了国内相关研究成果,仅供参考。

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第1章 大气阻力及原子氧辐照效应数值模拟方法
1.航天器迎风面不同位置原子氧掏蚀效应的数值模拟研究
李涛;姜利祥
Kapton作为基底的热控涂层被广泛应用于航天器的外表层设计中。近地轨道航天器的飞行方向与航天器表面法线之间的夹角(在本文中简称为ANI)对原子氧掏蚀效应有较大的影响。文章利用Monte Carlo方法研究了航天器迎风面(即0°≤ANI≤90°处)上ANI与掏蚀效应之间的关系。结果表明,束流和撞击能量不...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2008年第04期 作者:李涛;姜利祥
2.表面缺陷对原子氧掏蚀效应影响的数值模拟研究
李涛;姜利祥
Kapton作为基底的热控涂层被广泛应用于航天器的外表层设计中,表面保护层中缺陷处所发生的掏蚀效应是近地轨道空间飞行时原子氧对此类热控材料作用的一种主要方式。文章通过蒙特卡洛方法研究了这些尺寸参数与原子氧效应之间的关系。结果表明,保护层缺陷的宽度直接影响进入缺陷内的原子氧的数量...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2006年第02期 作者:李涛;姜利祥
3.低地球轨道空间环境下航天器表面原子氧通量密度和积分通...
刘阳;姜利祥
基于蒙特卡罗方法和区域分解法,建立低地球轨道空间环境航天器表面原子氧通量密度和积分通量的数学模型。模型考虑了航天器表面几何构型、原子氧数密度和分析热运动、地球自转对航天器速度的影响以及轨道运行参数。通量密度分布的求解是通过其微分方程的对于独立变量分子运动速度和与表面速度...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2008年第04期 作者:刘阳;姜利祥
4.LEO原子氧对空间材料侵蚀的数值模拟
王衡禹;李椿萱
提出了吸附作用 (包括物理吸附和化学吸附 )是引起空间材料原子氧腐蚀的主要机理 .以此为依据 ,建立了相应的腐蚀量的反应 扩散方程 .应用分子动力学经典碰撞理论的估算表明了方程中的物理作用项对于扩散效应为一小量 ,从而进一步简化了方程 .在所建立的模型方程中 ,选用了基于Eyring绝对速率...   详情>>
来源:《北京航空航天大学学报》 2005年第03期 作者:王衡禹;李椿萱
5.应用阴影图的航天器迎风面积计算方法
杨成;唐歌实
航天器轨道低于500 km时大气阻力影响显著,该阻力与航天器迎风面的面积成正比.对于复杂外形的航天器,其迎风面积常常进行近似处理,会对阻力分析结果带来一定误差.针对航天器迎风面积对大气阻力的影响,提出一种复杂航天器迎风面积的精确计算方法.该方法同时考虑航天器几何外形和部件运动,根据活...   详情>>
来源:《计算机辅助设计与图形学学报》 2015年第11期 作者:杨成;唐歌实
6.航天器空间环境干扰力矩分析与仿真研究
刘善伍;万松
针对航天器在轨运行时所受到的空间环境干扰力矩进行建模分析,并通过实时解算和矢量叠加的方式进行仿真研究,尤其对太阳光压力矩与大气阻力力矩的建模与仿真提出了新的方法,该方法通过建立光照面与迎风面的判断准则,准确地对太阳光压力矩与大气阻力力矩进行了估计。对各种空间环境干扰力矩的精...   详情>>
来源:《航天控制》 2015年第02期 作者:刘善伍;万松
7.一种航天器有效迎风面积的求解方法
朱战霞;裴韶彬
有效迎风面积在复杂外形航天器姿态变化过程中很难精确得到,成为影响大气阻力建模精度的关键因素之一。基于微元划分思想提出分块建模方法建立航天器网格模型,并将Graham’s Scan法和射击线扫描法有效结合以求解有效迎风面积。该方法可避免航天器姿态变化时各部分之间的遮挡及太阳能帆板旋转引...   详情>>
来源:《飞行力学》 2014年第03期 作者:朱战霞;裴韶彬
8.卫星大气阻力系数的计算公式
夏灿英
本文从阻力系数的理论计算、风洞实验和卫星轨道资料的反测结果,得出卫星在自由分子流和过渡流区域运动时,阻力系数的变化趋势,并给出适合计算卫星大气阻力摄动的阻力系数公式。   详情>>
来源:《云南天文台台刊》 1982年第01期 作者:夏灿英
9.用Schamberg方法计算卫星阻力系数
周其成
Schamberg的“超热自由分子流”粒子-表面作用模型比较真实地反映了高空大气分子与空间飞行器材料之间的相互作用,它可以用来计算卫星的阻力系数。本文简要叙述该模型的基本思想,介绍几种常见简单几何形体卫星的阻力系数计算公式,并给出计算曲线。   详情>>
来源:《中国空间科学技术》 1987年第05期 作者:周其成
10.天宫飞行器低轨控空气动力特性一体化建模与计算研究
李志辉;吴俊林
对非规则板舱组合体天宫飞行器300~200 km低轨道飞行过程空气动力特性一体化计算建模,提出考虑复杂构型物面遮盖效应面元解析法与经修正的Boettcher/Legge非对称桥函数,发展基于三角形面元逼近复杂外形通用处理方法,建立适于天宫飞行器复杂物形处理与面元气动力系数计算规则;将DSMC方法与求解...   详情>>
来源:《载人航天》 2015年第02期 作者:李志辉;吴俊林
第2章 带电粒子辐照效应数值模拟方法
1.用于空间辐射效应评估的软件—SEREAT
陈善强;刘四清
为快速准确地评估航天器内部的空间辐射效应,本文基于Open CASCADE工具包和Geant4开发了一套空间环境辐射效应评估软件SEREAT。SEREAT扇段分析模块读取计算机辅助设计(CAD)文件建立航天器三维模型,利用射线追踪方法计算航天器内任意位置的屏蔽厚度分布,并将CAD文件直接转换为Geant4能够识别的...   详情>>
来源:《宇航学报》 2017年第03期 作者:陈善强;刘四清
2.低轨航天器运行环境质子通量预测模型对比研究
杨悦;王西京
辐射带粒子环境是导致航天器故障和异常的重要因素。为此,需要对辐射带粒子环境及其通量分布进行研究。文章主要研究低地球轨道(LEO)环境辐射带质子分布情况。分析了目前用来计算质子通量的几种常用模型的优缺点;利用各模型计算了不同轨道的质子通量,对计算结果进行了比较;总结了进行不同高度...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2013年第05期 作者:杨悦;王西京
3.用蒙特卡罗方法计算2004年7月电子暴事件对星上分系统的...
郝永强;焦维新
在太阳的剧烈爆发事件期间,空间环境中的带电粒子能量和通量都得到显著增强,有时使卫星介质发生严重的内部充电而导致星上系统发生故障.但由于粒子与介质相互作用的过程较为复杂,以往一般采用粒子射入介质的经验公式对带电粒子在介质中的沉积进行模拟计算,而近年来蒙特卡洛方法逐渐成为能够进...   详情>>
来源:《地球物理学进展》 2009年第06期 作者:郝永强;焦维新
4.模拟地球同步轨道粒子辐照环境对若干航天器热控涂层太阳...
王伟
文章是用开发的一个计算机数字计算的模型来计算粒子辐照下材料中的吸收能量剖面.文章介绍了航天器的热控涂层试验,用改变入射质子和电子能量的办法,模拟同步轨道辐射环境。通过对几种涂层(白漆、黑漆、二次表面镜等)分别进行3年和10年的轨道模拟环境试验,并在真空环境中和空气中测量其反射率...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2003年第02期 作者:王伟
5.我国航天器带电技术研究进展
王立;冯伟泉
航天器与空间带电粒子环境相互作用引起的带电现象是其在轨发生故障和异常的重要因素。近年来,随着航天器性能的提升和技术发展,航天器带电技术研究的范围也大大扩展。文章简要回顾了我国航天器带电技术发展的历史,并从理论研究、地面模拟试验、数值模拟和带电防护等方面介绍国内航天器带电技...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2012年第05期 作者:王立;冯伟泉
6.空间站快速充电事件的机理研究
黄建国;易忠
空间站等大型航天器由于采用高压太阳电池阵而引发的带电问题成为近年来航天器带电研究领域的热点问题.近年来观测到国际空间站(ISS)在出地影瞬间产生的"快速带电"事件(也称"异常带电"),再度引起了对低轨道航天器充电效应的深入研究."快速带电"事件的特征为,集中出现在出地影的瞬间,在几秒内快...   详情>>
来源:《物理学报》 2013年第09期 作者:黄建国;易忠
7.计入带电粒子入射角度对次级电子效应影响时航天飞行器的...
王柏懿;吴清松
本文采用由实验得到的带电粒子入射角度对次级电子的影响关系,根据轨道限制电流收集理论,导出了不同几何形体航天器的次级电子数通量表达式;并按局部电流平衡模型,计算了航天器背阴面的带电电位。结果表明,计入带电粒子入射角的影响后,航天器表面负电位的数值有一定减少。因此,在计算航天器表...   详情>>
来源:《宇航学报》 1991年第03期 作者:王柏懿;吴清松
8.空间材料二次电子发射过程的理论研究
冯娜;杨生胜
航天器充放电效应故障大多都会引起卫星灾难性事故,对航天器在轨安全运行产生较大的影响。空间材料的二次电子发射系数是决定卫星表面带电速率和充电平衡电位水平的重要材料特征参数,对于卫星表面带电的预测及卫星带电设计选材具有重要的意义。基于蒙特卡洛方法,从理论上分析了材料二次电子的...   详情>>
来源:《真空与低温》 2013年第03期 作者:冯娜;杨生胜
9.空间辐射环境及效应对航天器总体设计的影响
蔡震波
<正>航天器在围绕地球作轨道运动时,都不可避免地遭遇地球辐射带、银河宇宙线、太阳宇宙线等空间高能带电粒子的辐射,航天器电子元器件和材料性能在空间带电粒子辐射下,可能会发生衰退或漂移,进而影响航天器的效能发挥甚至威胁卫星的在轨安全。因此,在世界各国的航天器总体设   详情>>
来源:《第十二届全国日地空间物理学...》 2007年第期 作者:蔡震波
第3章 深层充电效应模拟
1.卫星介质深层充电的两类计算模型对比分析
王松;唐小金
计算模拟是评估航天器介质深层充电危害的重要研究方法之一.通过粒子输运模拟,可以得到特定空间辐射环境下介质中的电荷沉积分布,进而根据电位/电场计算模型,得到深层充电结果.前期研究多是围绕RIC(辐射诱导电导率)模型及其改进模型展开的,而目前通常采用基于电流守恒定律的简单计算模型.为了...   详情>>
来源:《空间科学学报》 2016年第02期 作者:王松;唐小金
2.CRRES卫星内部充电的模拟计算与验证
李学胜;焦维新
基于Geant 4软件建立一种用于计算航天器内部充电所产生电场的方法.分析载有IDM仪器的CRRES卫星当时所处的空间电子环境,使用该方法进行内部充电模拟,并将模拟结果与IDM仪器所测得的放电脉冲数据进行对比,不仅验证了该方法的有效性,更重要的是深入认识了引起航天器内部充电的空间环境特征以及...   详情>>
来源:《空间科学学报》 2007年第04期 作者:李学胜;焦维新
3.地球同步轨道环境下外露介质深层带电仿真分析
王松;易忠
空间高能带电粒子可导致航天器外露介质深层带电,从而对航天器的可靠运行带来潜在威胁。为了考察介质起电规律和最终评估深层带电危害,基于电荷守恒定律,建立了介质深层带电的数学模型,并通过数值求解,实现了对外露介质深层带电的时域3维仿真分析。该模型综合考虑了介质电导率受辐射剂量率、强...   详情>>
来源:《高电压技术》 2015年第02期 作者:王松;易忠
4.GEO环境下外露介质深层带电仿真分析
王松;易中
空间高能带电粒子可导致航天器外露介质深层带电,从而对航天器的可靠运行带来潜在威胁。为了考察介质起电规律和最终评估深层带电危害,基于电荷守恒定律,建立了介质深层带电的数学模型,并通过数值求解,实现了对外露介质深层带电的时域三维仿真分析。该模型综合考虑了介质电导率受辐射剂量率、...   详情>>
来源:《中国物理学会第十九届全国静...》 2014年第期 作者:王松;易中
5.星用介质材料深层充电效应仿真分析
安恒;薛玉雄
高能带电粒子与航天器介质材料相互作用引起的深层带电现象,一直是威胁航天器安全运行的重要因素之一。随着航天器在轨飞行时间的增长,以及航天器飞行在中高轨道,其遭遇空间高能电子引起的介质深层充放电效应越来越严重。针对星用介质材料的深层充放电效应问题,提出了一种平板型多层结构的介质...   详情>>
来源:《核技术》 2016年第12期 作者:安恒;薛玉雄
6.不同温度下复杂介质结构内带电规律仿真分析
易忠;王松
卫星上某些介质结构会遭遇较大范围的温度变化,其电导率会随之出现数量级的变化,这将显著影响内带电结果.受限于电导率-温度模型和内带电三维仿真工具,该温度效应远没有得到深入研究.为此,在真空变温(253—353 K)和强电场(MV/m量级)条件下测试了某种星用改性聚酰亚胺介质的电导率,借鉴Arrheni...   详情>>
来源:《物理学报》 2015年第12期 作者:易忠;王松
7.非规则边界条件对介质内带电的影响研究
王松;唐小金
采用三维仿真研究复杂介质结构深层充电问题,有利于发现由非规则边界条件造成的局部场强畸变点。本文给出了深层充电的三维仿真方案,并进行了实验验证。对正面局部接地情况下的电路板内带电进行了三维仿真,考察了局部接地边缘出现的场强畸变特征,并定量分析了金属走线边角曲率半径对畸变场强的...   详情>>
来源:《原子能科学技术》 2016年第09期 作者:王松;唐小金
8.正面局部接地电路板内带电特征三维仿真分析
王松;武占成
空间高能电子射穿卫星蒙皮并沉积到电路板中,可能引发静电放电,这对电路系统正常工作构成了长期的潜在威胁。前期研究多是围绕电路板的一维充电模型,考虑的是电路板单面或双面整体接地,这与实际情况是有差别的。本文对正面局部接地电路板做出内带电三维仿真,考察了此时的充电特征,并定量分析了...   详情>>
来源:《静电放电:从地面新技术应用...》 2015年第期 作者:王松;武占成
9.星用FR-4电路板内建电场分析计算研究
唐小金;易忠
介质内建电场的分析计算是卫星内带电效应分析和评估研究的重要环节。针对星用FR-4电路板计算了多种条件(电子能量、电路板厚度、电子入射方式、接地方式)下的内建电场并对其进行了详细的分析探讨。研究发现,介质内部最大内建电场是由电荷沉积量及泄漏速率两种因素共同决定的;最大内建电场总是...   详情>>
来源:《装备环境工程》 2009年第04期 作者:唐小金;易忠
第4章 微流星体/空间碎片撞击效应数值模拟方法
1.航天器撞击解体碎片的短期危害评估
李怡勇;沈怀荣
讨论了航天器与短期碎片云碰撞概率的计算流程。基于碎片云中碎片的数量、航天器的横截面积和碰撞概率风险阈值,提出了"风险区域判据"的方法,用于快速判断筛选航天器是否存在与碎片云碰撞的风险。推导了基于NASA标准解体模型的碎片分离速度概率密度函数,建立了计算航天器与单颗碎片碰撞概率的...   详情>>
来源:《宇航学报》 2010年第04期 作者:李怡勇;沈怀荣
2.空间微小碎片撞击对太阳电池表面损伤的评估方法
李宏伟;黄建国
利用等离子体驱动微小碎片加速器,开展空间微小碎片撞击对太阳电池表面损伤的地面模拟实验,得到了微小碎片撞击对太阳电池表面损伤的平均表面损伤系数和撞击损伤方程,并分别提出了利用平均表面损伤系数和撞击损伤方程评估空间微小碎片撞击对太阳电池表面损伤的评估方法.结合master2005空间碎片...   详情>>
来源:《科学通报》 2010年第26期 作者:李宏伟;黄建国
3.空间碎片预警中的碰撞概率方法研究
程陶;刘静
由于空间碎片对飞行在地球轨道上的航天器危害日益严重,所以必须采取一些有效的防护措施,对于那些直径大于10cm的碎片,通常是采用主动规避的方法来进行防护.为了避免传统的Box判据造成的过多错误预警,碰撞概率模型开始被应用于空间碎片预警,本文以空间站为例,将碰撞概率方法与传统Box区域判定...   详情>>
来源:《空间科学学报》 2006年第06期 作者:程陶;刘静
4.M/OD失效风险评估系统开发及标准校验
刘有英;王海福
论述了空间碎片失效风险评估在航天器设计中的重要性,给出了自主开发的空间碎片风险评估系统(MODRAS)总体框架及图形用户界面。MODRAS分为空间碎片风险评估和微流星体风险评估两大模块,每个模块又包括M/OD环境模型、航天器建模、碰撞概率分析、失效概率分析以及航天器防护结构设计等功能模块。...   详情>>
来源:《科技导报》 2010年第06期 作者:刘有英;王海福
5.航天器微流星体及空间碎片环境与风险分析
张伟;黄文波
微流星体及空间碎片的高速撞击威胁着长寿命、大尺寸航天器的安全运行 ,导致其严重的损伤和灾难性的失效。文章对低地球轨道微流星体及空间碎片环境进行了分析 ,给出了微流星体及空间碎片对航天器威胁方向的确定方法 ,得到了空间碎片撞击航天器相对撞击角的概率分布以及地球对微流星体遮挡的影...   详情>>
来源:《中国空间科学技术》 2003年第06期 作者:张伟;黄文波
6.空间碎片失效概率分析软件标准校验与初步应用
郑世贵;韩增尧
空间碎片失效概率分析软件是"空间碎片防护设计软件包"的重要组成部分。本文首先简单介绍失效概率分析软件的组成结构,然后根据国际标准对失效概率分析软件进行详细校验,最后应用失效概率分析软件对设想中的空间实验室进行微流星体/空间碎片失效概率分析和防护迭代设计。   详情>>
来源:《航天器工程》 2005年第02期 作者:郑世贵;韩增尧
7.空间碎片撞击概率分析软件开发、校验与应用
韩增尧;郑世贵
航天器空间碎片撞击概率分析软件是我国独立设计开发的"空间碎片防护设计软件包"的重要组成部分。本文简要介绍了撞击概率分析软件的主要功能模块的组成,以及对该软件的正确性进行的国际标准工况校验,并给出工程应用算例。   详情>>
来源:《航天器工程》 2005年第02期 作者:韩增尧;郑世贵
8.空间碎片防护设计软件包框架设计和研究进展
曲广吉;韩增尧
空间碎片防护设计软件包是我国独立设计开发和拥有自主知识产权的空间碎片撞击风险评估与防护设计优化软件系统,其风险评估软件系统已通过国际标准考题的校验。本文简要介绍了软件包项目的工程背景、研究内容和目标、技术指标和实施途径;重点总结了软件包的框架结构设计及其层次和逻辑关系以及...   详情>>
来源:《航天器工程》 2005年第02期 作者:曲广吉;韩增尧
9.载人飞船遭遇M/OD失效风险评估及其防护设计
刘有英;王海福
采用自主开发的M/OD风险评估软件系统,对某载人飞船遭遇M/OD的失效风险进行评估分析,给出了不同舱壁厚度下载人飞船遭遇M/OD的失效风险分析结果及其表面失效数分布。载人飞船舱壁厚度为0.6cm时,遭遇M/OD碰撞的非失效概率为96.447%,而当舱壁厚度减小为0.3cm时,非失效概率仅为9.460%。由于空间碎...   详情>>
来源:《科技导报》 2010年第10期 作者:刘有英;王海福
10.空间碎片超高速碰撞的数值方法研究
王芳;李磊
应用非线性动力学数值仿真软件AUTODYN-2D对空间碎片的超高速碰撞问题进行模拟,研究不同数值计算方法和材料模型的适用范围,空间碎片形状对碎片云的影响,冲击相变等问题。结果表明,在研究超高速碰撞中普遍采用的SPH方法可以很好地模拟碎片云的情况,但是难以对冲击相变问题进行模拟,而采用侵蚀...   详情>>
来源:《中国安全科学学报》 2006年第05期 作者:王芳;李磊
11.空间碎片防护设计软件包框架平台的开发应用
范晶岩;韩增尧
使用PCL语言对国际商用软件PATRAN进行二次开发,从而实现了以PATRAN作为空间碎片防护设计软件包的集成框架平台,以充分利用PATRAN开放的语言开发环境、信息管理、执行控制和前后置处理方面的强大功能。文中详细介绍了二次开发所使用的方法和技术,主要包括剖析PCL函数库,在PATRAN平台上建立软件...   详情>>
来源:《航天器工程》 2005年第02期 作者:范晶岩;韩增尧
12.空间碎片超高速撞击数值仿真技术应用研究
闫军;郑世贵
密切结合国内正在开展的"空间碎片防护设计软件包"设计开发及其相关技术调研分析和初步研究,对超高速撞击数值仿真技术进行了分析研究,包括数值算法和材料模型等。同时,采用国外大型通用商用软件,对航天器防护结构超高速撞击损伤进行了数值仿真,并与航天器防护结构弹道极限方程进行了定性对比...   详情>>
来源:《航天器工程》 2005年第02期 作者:闫军;郑世贵
13.微流星及空间碎片高速撞击航天器风险度分析
张伟;庞宝君
给出了微流星及空间碎片高速撞击航天器风险分析的方法 ,并采用风险分析软件 ,以柱状近地轨道航天器为例 ,对不同防护结构方案、航天器的飞行姿态、防护屏的厚度以及航天器的运行时间等因素对航天器不发生穿孔损伤的影响进行了分析 ,给出了分析的结果   详情>>
来源:《高技术通讯》 2001年第04期 作者:张伟;庞宝君
第5章 超高速颗粒撞击过程模拟
1.基于三维物质点法的微颗粒高速碰撞问题研究
刘岩;刘平
空间碎片对航天器的发射和在轨安全飞行有着重要影响。即使是微米级碎片或微流星体,其对航天器结构表面和功能部件的连续高速撞击可能导致航天器性能下降甚至失效。高速碰撞问题由于具有很强的几何非线性、材料非线性和边界条件非线性,可能产生结构的断裂破碎,甚至出现材料的熔化和汽化,因此很...   详情>>
来源:《第五届全国强动载效应及防护...》 2013年第期 作者:刘岩;刘平
2.球形弹丸高速撞击航天器防护结构的数值模拟分析
陈朗;伍俊英
给出了空间碎片超高速撞击航天器双层防护结构模型,采用非线性有限元方法中的光滑粒子流体动力算法,计算了球形弹丸对航天器双层防护墙结构超高速撞击过程,获得了弹丸穿过第一层防护墙后,碎裂形成颗粒云团及其对第二层防护墙的损伤效应。计算结果表明多层防护墙结构能够有效地缓减高速空间碎片...   详情>>
来源:《宇航学报》 2003年第06期 作者:陈朗;伍俊英
3.超高速碰撞产生等离子体电磁特性的SPH数值模拟研究
宋卫东;吕旸涛
随着人类航天活动的日益频繁,太空轨道的空间碎片不断增加,航天器的正常工作受到威胁。本文基于SPH数值模拟方法,编写三维SPH程序,对铝丸超高速撞击铝靶产生等离子体的电磁特性进行数值模拟研究。在碰撞模拟过程中考虑化学反应过程,将基于Arrhenius方程的化学反应速率添加至SPH程序代码中,对超...   详情>>
来源:《无网格粒子类方法进展与应用...》 2016年第期 作者:宋卫东;吕旸涛
4.超高速撞击产生碎片云相分布数值模拟
唐蜜;刘仓理
空间碎片与航天器的撞击速度通常大于10km/s,这种速度条件下撞击过程的物理特点是高温、高压和高应变率,同时伴随着熔化、汽化及等离子体等相变问题发生。利用AUTODYN/SPH的二次开发功能,在程序中嵌入Sesame状态方程数据库和铝材料的相图,数值模拟出撞击速度为5.0和5.6km/s时的防护屏穿孔直径...   详情>>
来源:《强激光与粒子束》 2012年第09期 作者:唐蜜;刘仓理
5.球形弹丸超高速斜撞击弹坑特性数值模拟
姚杨勇;张大卫
微流星体和空间碎片与航天器之间发生的超高速撞击是航天器在轨运行的重大威胁,近年来随着发射次数的增多,航天器的安全受到了越来越多的威胁,超高速撞击的现象受到了更多的重视。应用AUTODYN软件,采用Lagrange方法,对2A12的弹丸高速斜撞击5A06的单层板形成的弹坑特性进行数值模拟。首先将数值...   详情>>
来源:《价值工程》 2018年第07期 作者:姚杨勇;张大卫
6.航天器铝合金面板的超高速撞击数值模拟
李毅;柳森
针对航天器铝合金面板超高速撞击实验,运用SPH算法进行了三维数值模拟分析。计算模拟了一种实验状态下弹丸穿透铝合金面板的动态过程,获得了碎片云的形成、发展过程,并对比了不同实验状态下的弹孔尺寸等参数。数值模拟表明,选用适当的材料模型和状态方程参数,计算结果与实验基本接近,验证了SP...   详情>>
来源:《载人航天》 2004年第06期 作者:李毅;柳森
7.超高速碰撞下Whipple防护结构的数值模拟
阎晓军;张玉珠
结合有关试验结果 ,本文利用有限元方法对 Whipple防护结构在空间碎片高速碰撞下的过程进行了三维数值仿真。计算结果表明 :对于 Whipple防护结构 ,选用适当的材料失效准则 ,计算结果和试验基本接近。因此 ,在 PAM- SHOCK软件的基础上 ,通过适量的验证试验 ,利用有限元方法对飞行器的防空间碎...   详情>>
来源:《宇航学报》 2002年第05期 作者:阎晓军;张玉珠
8.空间碎片撞击气瓶穿孔孔径预测公式研究
周广东;贾光辉
星上压力容器中储存有高压气体或液体,在受到空间碎片和微流星体超高速撞击时可能发生灾难性事故。文章采用均匀实验设计方法对星上常用高压气瓶的超高速撞击仿真方案进行了试验设计,并通过LS-DYNA仿真软件对其进行了超高速撞击数值仿真,获取了不同参数的弹丸撞击气瓶时气瓶器壁穿孔孔径。通过...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2011年第01期 作者:周广东;贾光辉
9.高速撞击充气压力容器前壁损伤数值模拟
庞宝君;盖芳芳
针对空间碎片超高速撞击充气压力容器前壁损伤问题,应用非线性动力学分析软件AUTODYN采用拉格朗日方法对球形弹丸撞击球形压力容器前壁穿孔进行了数值模拟研究。在建模过程中通过对容器壁内侧施加压力边界条件来模拟由于内充气体的作用在容器壁内产生的应力场,并通过与试验结果的比较验证了数...   详情>>
来源:《中国空间科学技术》 2010年第04期 作者:庞宝君;盖芳芳
10.空间碎片超高速撞击压力容器碎片云特性数值模拟研究
盖芳芳;庞宝君
针对空间碎片超高速撞击充气压力容器问题,应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D,采用SPH方法对碎片云在高压气体中的运动特性进行了数值模拟研究。在建模过程中,分析比较了材料状态方程对数值模拟结果的影响,并通过与实验结果的比较,选取了适合该问题的状态方程,验证了数值模拟方法的有效性。...   详情>>
来源:《高压物理学报》 2009年第03期 作者:盖芳芳;庞宝君
11.超高速撞击弹丸形状效应数值模拟研究
马文来;张伟
为保证在轨航天器的安全运行,微流星体和空间碎片的防护成为现有航天器,特别是长寿命、大尺寸航天器设计时必须考虑的问题。本文采用AUTODYN软件进行了不同形状弹丸超高速撞击whipple防护结构的数值模拟,对不同形状弹丸撞击Whipple防护结构的撞击极限曲线进行了比较,分析了各形状弹丸撞击防护...   详情>>
来源:《宇航学报》 2006年第06期 作者:马文来;张伟
12.椭球弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟
马文来;张伟
低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击.本文采用AUTODYN软件进行了椭球弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏碎片云的数值模拟.给出了三维模拟的结果.研究了在相同质量的条件下,不同长径比椭球弹丸以不同速度和入射角撞击防护屏所产生碎片云的特性,并与球形弹丸撞击所应产生...   详情>>
来源:《材料科学与工艺》 2005年第03期 作者:马文来;张伟
13.铝球弹丸高速正撞击薄铝板穿孔研究
管公顺;张伟
低地球轨道上的航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击,导致其严重的损伤甚至灾难性的失效。撞击损伤特性研究是航天器防护设计的一个重要问题。通过铝球弹丸超高速正撞击薄铝板的实验研究和数值模拟,证明了AUTODYN-2D软件数值模拟预测薄铝板超高速撞击穿孔直径的有效性。通过对弹丸直径...   详情>>
来源:《高压物理学报》 2005年第02期 作者:管公顺;张伟
14.弹丸超高速撞击半无限厚铝板数值模拟
马志涛;张伟
微流星体及空间碎片的超高速撞击威胁着长寿命、大尺寸航天器的安全运行,导致其严重的损伤和灾难性的失效.撞击损伤特性研究是航天器防护设计的一个重要问题.本文采用AUTODYN软件的Lagrange法对半无限铝板的超高速斜撞击和与其具有相同法向速度的正撞击进行了模拟,给出了不同撞击角和不同法向...   详情>>
来源:《材料科学与工艺》 2004年第03期 作者:马志涛;张伟
15.弹丸形状效应数值仿真研究
徐坤博;龚自正
本文使用AUTODYN 3-D/2-D仿真软件,基于碎片特征长度对球形、立方体、方形薄片、圆柱、圆盘以及圆锥形共6种弹丸超高速撞击航天器防护结构的形状效应进行仿真研究,从形状、质量、速度与能量分布等方面深入分析碎片云特性,并对2D仿真弹丸的后墙毁伤形貌进行了阐述。结果表明:不同形状弹丸撞击缓...   详情>>
来源:《数学·力学·物理学·高新技...》 2010年第期 作者:徐坤博;龚自正
16.平纹编织C/SiC复合材料超高速冲击数值仿真
杨扬;徐绯
在服役过程中,航天飞机的热防护系统将不可避免的遭受空间碎片的撞击。平稳编织C/SiC复合材料(2D-C/SiC)作为一种典型的陶瓷基复合材料,已经在热防护领域得到了广泛的应用。首先,对2D-C/SiC材料和LY12硬铝在冲击速度3400 m/s~9300m/s范围内超高速冲击实验进行了回顾。其次,选取Autodyn软件的...   详情>>
来源:《第五届全国强动载效应及防护...》 2013年第期 作者:杨扬;徐绯
第6章 太阳电磁辐照效应数值模拟方法
1.卫星光压分析模块的实现
邓华波;邓家禔
卫星光压分析对于卫星总体设计和姿态控制设计是非常重要的。为提高光压计算的通用性、提高计算效率,给出了一种通用的光压计算方法,开发了光压计算程序。详细讨论了光压计算及其程序开发的理论基础、设计思想,定义了光压计算的计算机分析流程。针对几何表面模型表达、遮挡判断、结果分析等方...   详情>>
来源:《计算机工程与设计》 2008年第03期 作者:邓华波;邓家禔
2.导航卫星高精度光压建模研究
由于光压摄动模型与卫星构型尺寸、表面光学参数、姿态控制模式等自身参数有关,不同卫星间存在个体差异性,使得光压摄动成为最难以精确建模的摄动力。相比于地球非球形引力、日、月第三体引力模型完善且精度较高,潮汐摄动、相对论效应量级较小,光压摄动模型成为中高轨导航卫星动力学模型最主要...   详情>>
来源:《第五届中国卫星导航学术年会...》 2014年第期 作者:
3.GPS卫星光压摄动建模发展与启示
陈秋丽;陈忠贵
对中高轨道的导航卫星而言,光压摄动模型误差是目前导航卫星动力学模型最大的误差源,因此,需要对光压摄动进行分析并精确建模。文章按照光压涉动建模原理的不同,研究分析了GPS卫星光压模型随工程需求的发展过程、建模方法的改进以及最新的建模方法,比较了不同建模方法下光压摄动模型的工程应用...   详情>>
来源:《航天器工程》 2013年第02期 作者:陈秋丽;陈忠贵
4.不同型号卫星的光压模型参数的拟合
刘永;李姗姗
随着GPS卫星型号的不断更新,目前共存在8种型号的卫星。每一种型号卫星的材质不尽相同,关于卫星的光压模型也略微不同。探究了不同型号卫星在body-fixed坐标系下光压加速度分量关于B角的约函数模型;利用IGS提供的精密星历,通过动力学轨道平滑过程来拟合8 d的数据,生成在solar-oriented坐标系下...   详情>>
来源:《测绘科学技术学报》 2016年第01期 作者:刘永;李姗姗
5.导航卫星光压建模及表面光学特性参数影响分析
李铁映;杨慧
为分析某导航卫星(为表述方便,下文称为B导航卫星或B卫星)的表面光学特性参数变化产生的影响,本文首先参考GPS光压建模方法,结合B卫星的结构、控制及轨道特点,构建了一种适合B卫星的分析型光压模型。在该光压模型的约束下,分析表面光学特性参数变化产生的影响。最后利用建立的光压模型进行轨道...   详情>>
来源:《宇航学报》 2015年第06期 作者:李铁映;杨慧
6.复杂航天器的太阳光压建模方法
黄岸毅;张少禹
针对几何形状比较复杂的航天器光压建模时存在的不同光照特性的材料相互遮挡重叠、传统的简化或经验公式难以满足精度要求的困难,基于精确三维几何模型,利用虚拟视觉原理得到航天器垂直于太阳矢量截面形状,并结合截面各类材料光压系数等特性计算总的等效光压面积和系数。针对该方法计算量较大...   详情>>
来源:《中国空间科学技术》 2014年第03期 作者:黄岸毅;张少禹
7.导航卫星高精度太阳光压摄动分析建模及验证
陈秋丽;王海红
为提高导航卫星精密定轨与轨道预报精度,提出了一种导航卫星太阳光压摄动的分析建模方法。相较于其他摄动因素模型完善且精度较高,光压摄动由于太阳活动导致太阳能量误差、卫星姿态控制误差和表面材料老化等问题,是最难以精确建模的摄动源,也是动力学模型最大的误差源。基于此,提出了一种基于...   详情>>
来源:《中国空间科学技术》 2014年第04期 作者:陈秋丽;王海红
8.航天器光压扰动初步研究
郑世贵
光压是航天器受到的主要环境扰动之一,而且航天器尺度越大、轨道高度越高,光压对航天器的影响越大。本文对光压计算模型进行了研究,并开发了计算程序,最后以某航天器为算例进行了光压计算。   详情>>
来源:《全国结构振动与动力学学术研...》 2011年第期 作者:郑世贵
9.太阳系行星际航天器外热流计算方法研究
刘洋;彭晓东
针对传统国内外热流算法以及某些国外商业软件只计算单行星轨道航天器外热流的不足,提出了太阳系行星际轨道航天器的外热流计算方案。本文方案采用积分定义法,平行光线法,近似法,插值法,考虑行星椭圆轨道的影响以及面元遮挡。仿真计算结果表明,该方案符合行星际轨道外热流物理特性,其计算效率...   详情>>
来源:《电子设计工程》 2017年第09期 作者:刘洋;彭晓东
10.近地航天器受照角系数的矢量计算法
金学宽
本文提供了一种近地航天器受照角系数的计算方法。在一定的假设条件下,近地航天器空间外热流的计算,可归结为计算三个辐射角系数。太阳直接辐照角系数、地球红外辐射角系数和地球反照的太阳辐射角系数。计算公式是采用矢量分析和坐标变换的方法推导出来的,并且用航天器的轨道和姿态参数来表示...   详情>>
来源:《宇航学报》 1984年第01期 作者:金学宽
11.近地倾斜轨道航天器在轨热辐射分析
徐向华;任建勋
根据航天器轨道动力学和热辐射理论,建立了运行于近地倾斜轨道的圆柱形航天器外热流数学模型;用数值方法对外热流和等效热沉温度进行求解,计算出瞬态工况及周期平均工况下的航天器表面辐射热流及辐射散热器和防辐射涂层表面等效热沉温度的波动。结果表明,航天器受到的辐射热流除了随航天器绕地...   详情>>
来源:《太阳能学报》 2004年第05期 作者:徐向华;任建勋
12.矢量圆遮挡分析法在复杂表面反照外热流计算中的应用
梁义豪;李运泽
本文针对遥感和低轨道卫星等具有复杂表面航天器的地球反照外热流计算,提出一种矢量圆化的遮挡分析方法。该方法首先将遮挡平面平移到以计算节点为坐标原点的轨道坐标系,采用矢量圆化法,将不同形状不同姿态下的遮挡平面转化到单位圆上,通过计算未遮挡面积与单位圆面积来计算遮挡因子。文中以一...   详情>>
来源:《Proceedings of 2016 IEEE/...》 2016年第期 作者:梁义豪;李运泽
第7章 空间等离子体环境效应数值分析方法
1.利用BGK近似建立航天器表面带电增强污染模型及试验验证
郭兴;王鹢
利用BGK近似求解空间带电污染物的分布方程,建立航天器表面带电增强污染理论模型,并进行试验验证。本文采用粒子追踪技术,将对中性和带电粒子同时采用BGK近似对玻尔兹曼方程进行求解。对空间出气分子采用麦克斯韦速度分布律进行描述,对航天器表面带电引起的电场衰减影响引入衰减项,再对方程进...   详情>>
来源:《静电放电:从地面新技术应用...》 2015年第期 作者:郭兴;王鹢
2.空间等离子体环境中航天器的带电特性
原青云;孙永卫
通过简化航天器表面建立了一维粒子层模型,基于静电场理论的Poisson方程、等离子体理论的Boltzmann方程和电动力学的动量方程建立了等离子体鞘层动力学模型.利用模型总结了航天器表面带电粒子运动速度、带电粒子密度、航天器表面电位随充电时间的变化规律,分析了空间等离子体环境参数对航天器...   详情>>
来源:《河北师范大学学报(自然科学...》 2016年第05期 作者:原青云;孙永卫
3.不同轨道航天器表面带电的模拟
原青云;孙永卫
针对航天器表面充放电效应带来的影响,基于粒子分室法(PIC),利用SPIS(spacecraft plasma interaction system)模拟了低地球轨道(LEO)和地球同步轨道(GEO)上航天器表面的带电情况,分析了航天器表面充电电位、充电时间、航天器周围等离子体电荷分布等规律.结果显示,由于GEO上等离子体温度高、浓...   详情>>
来源:《河北师范大学学报(自然科学...》 2015年第01期 作者:原青云;孙永卫
4.基于SPIS地球同步轨道航天器表面充电仿真
顾超超;陈晓宁
航天器在地球同步轨道(GEO)运行时与空间中的大量等离子体相互作用,使航天器表面具有充电效应。当表面电位足够高时发生静电放电现象,产生的电磁脉冲对航天器内部敏感设备正常工作产生影响,甚至威胁航天器工作安全。文章基于欧空局开发的航天器静电仿真软件SPIS,基于PIC粒子分室算法对运行在地...   详情>>
来源:《微型机与应用》 2017年第11期 作者:顾超超;陈晓宁
5.地球同步轨道航天器表面带电模拟
原青云;孙永卫
针对航天器表面充放电效应带来的影响,基于粒子分室法(PIC),利用SPIS模拟了地球同步轨道(GEO)上航天器表面带电情况,分析了航天器表面充电电位、充电时间、航天器周围等离子体电荷分布等规律。结果显示,由于GEO上等离子体温度高、浓度低,航天器的充电电位较高(-2.15×103V);由于传统估算公式没...   详情>>
来源:《中国物理学会第十九届全国静...》 2014年第期 作者:原青云;孙永卫
6.基于COMSOL的GEO航天器表面充电仿真模型
武明志;朱基聪
空间等离子体会对航天器产生严重的表面充电效应,对航天器的运行产生影响。本文采用有限元法,并根据粒子输运方程,借助COMSOL仿真软件对航天器表面充电现象进行三维仿真,建立与传统表面带电软件不同的全新模型。采用该模型对GEO等离子体环境下的航天器表面充电进行仿真,并与SPIS和NASCAP-2K软...   详情>>
来源:《科技创新导报》 2017年第32期 作者:武明志;朱基聪
第8章 污染环境效应数值分析方法
1.离子推力器羽流场模拟以及Mo~+CEX沉积分析
李娟;楚豫川
离子推力器工作产生的羽流会对航天器产生影响,严重时甚至会造成航天器无法正常工作,为了精确评估离子推力器羽流特性及其对航天器的作用,采用基于粒子轨道理论(PIC,Particle-In-Cell)的模型对复杂的航天器的离子推力器羽流进行了数值模拟,并结合最近几年发展起来的浸入式有限元(IFE,Immersed...   详情>>
来源:《推进技术》 2012年第01期 作者:李娟;楚豫川
2.航天器表面环境散射返回流TPMC模拟
靳旭红;黄飞
介绍试验粒子Monte Carlo(test particle Monte Carlo,TPMC)方法,并采用该方法对4种航天器表面出气分子形成的环境散射返回流进行数值模拟.其中,圆球出气表面的计算结果与已有的DSMC(direct simulation Monte Carlo)结果一致,验证了方法的正确性.此外,对不同出气和来流条件下圆形平板、凸半球...   详情>>
来源:《计算物理》 2015年第05期 作者:靳旭红;黄飞
3.姿控发动机羽流液相污染对航天器影响分析
唐振宇;蔡国飙
姿控发动机羽流中的液相物质是羽流污染的重要来源,会对航天器及敏感器件表面造成磨损及沉积等危害。为了更好的防护姿控发动机羽流液相污染,分析了姿控发动机羽流液相污染物形成的原因,可能对航天器及敏感器件造成的损害。针对液相污染产生、输运和表面作用三个过程,指出了不同仿真阶段所采用...   详情>>
来源:《载人航天》 2011年第04期 作者:唐振宇;蔡国飙
4.利用并行八叉树划分技术开展复杂构型航天器放气污染分析...
焦子龙;姜利祥
放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速算法。文章将复杂构型航天器表面用三角形非结构网格表示,利...   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2016年第06期 作者:焦子龙;姜利祥
5.航天器分子污染计算方法综述
焦子龙
随着对航天器长寿命、高可靠、高性能要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一。数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。文章对航天器分子污染计算方法进行了总结,详细介绍了污染源、污染沉积及效应、污染传输的模型以及计算方法。   详情>>
来源:《航天器环境工程》 2010年第02期 作者:焦子龙
6.航天器材料真空出气预测模型研究
庄建宏;杨生胜
航天器材料在空间环境下的出气容易造成敏感系统的污染,并带来负面效应。对航天器出气污染的预估仿真,首先需要材料出气特性参数和模型作为输入。以RTV胶为对象,基于阶跃加热的方式对材料进行出气量原位测试,分析获得了材料出气的主要特性参数,建立了多个温度下的出气预测模型,为卫星在轨动态...   详情>>
来源:《真空科学与技术学报》 2017年第10期 作者:庄建宏;杨生胜
7.真空羽流污染的数值模拟
杜军;王慧玉
姿控发动机真空环境下工作产生的喷流对航天器造成的污染非常严重.根据污染的性质,羽流污染又分为机械污染、热污染、沉积污染和化学污染.用直接模拟的蒙特卡罗(DSMC) 法数值求解真空羽流场,在此基础上计算热污染和沉积污染,将对空间飞行器的设计和科学实验有参考价值.   详情>>
来源:《北京航空航天大学学报》 1999年第06期 作者:杜军;王慧玉
8.航天器表面多层分子污染光学效应分析方法
王曙光;王先荣
空间分子污染凝结在航天器敏感表面会造成相关设备性能下降甚至失效。通过材料真空出气动力学理论,分析了分子污染在空间环境下出气、输运以及吸附过程,推导了分子污染层的形成过程并以此建立分子污染多层沉积膜物理模型。利用多层污染模型预测被污染光学表面透过率的影响因素预估,并测量两种...   详情>>
来源:《真空与低温》 2013年第01期 作者:王曙光;王先荣
9.推力器羽流对太阳电池翼污染效应的分析及控制方法
张健;张振华
在分析羽流污染预示和太阳翼输出功率衰减预示方法基础上,识别出了影响羽流对太阳翼污染效应的关键因素,提出了较为系统的羽流对太阳翼污染效应的分析和控制方案。经仿真验证,该方法可有效实现量化分析和控制推力器羽流对太阳翼的污染效应,可以为我国卫星、深空探测和载人航天领域航天器工程研...   详情>>
来源:《航天器工程》 2015年第04期 作者:张健;张振华
10.航天器分子污染返回流计算方法
焦子龙;庞贺伟
随着对航天器长寿命、高性能、高可靠要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一,数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。对返回流计算方法进行了总结,详细介绍不同方法的理论基础、计算细节,对方法的优缺点、适用性等进行了比较分析。   详情>>
来源:《宇航学报》 2009年第02期 作者:焦子龙;庞贺伟
11.离子推力器羽流特性的粒子模拟
孙安邦;毛根旺
采用粒子网格单元和蒙特卡罗碰撞方法,建立了离子推力器羽流场的2维轴对称模型,对其特性进行了数值模拟,并将模拟结果与实验测量数据进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟结果与实验测量值基本一致,模型可以很好地评估离子推力器的羽流特性;返流区离子数密度达到1014m-3量级,会对航天器表面...   详情>>
来源:《强激光与粒子束》 2010年第02期 作者:孙安邦;毛根旺
12.微波等离子推力器真空羽流模拟计算
韩先伟;毛根旺
粒子节点 直接模拟蒙特卡罗法 (DSMC)是求解稀薄气体流动的数值模拟方法 ,采用轴对称硬球模型、随机取样频率法对微波等离子推力器 (MPT)的真空羽流进行了数值模拟计算 ,为了提高计算效率和节省计算机内存 ,采用了随机取样频率法(RSF)和加权技术。对MPT真空羽流的浓度、速度和温度分布进行了...   详情>>
来源:《固体火箭技术》 2002年第02期 作者:韩先伟;毛根旺
价格:¥18.00

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