李冬 作品数:13 被引量:16 H指数:3 供职机构: 中国运载火箭技术研究院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 理学 自动化与计算机技术 更多>>
固体火箭发动机推力终止泄压过程内弹道性能计算方法 本发明公开了一种固体火箭发动机推力终止泄压过程内弹道性能计算方法,包括:建立含反喷管推力终止的固体发动机物理模型;根据含反喷管推力终止的固体发动机物理模型,解算得到在给定压强下发动机产生的合推力;根据发动机燃气生成与排出... 李新田 司世才 赵君伟 孙兴 蔡强 李冬 谢鹏年 秦华海 扈明 王林 朱江 赵晓宁 许诺 王雪坤 李延成 蒲晓航 黄慧慧 常浩文献传递 水下点火过程及其影响因素仿真 被引量:1 2022年 火箭发动机水下工作时的流场特性与空中完全不同且对水下工作环境非常敏感。为了研究水下点火流场的非定常演化过程及点火水深、航行速度、汽化反应的影响规律,利用VOF多相流模型及SST k-ω湍流模型模拟了不同环境下的水下点火过程。研究结果表明:发动机水下工作过程大致分为3个阶段——初期发展阶段、振荡发展阶段与推力稳定阶段,稳定阶段尾流场又可划分为射流区、过渡区和掺混区,各阶段的划分受水深、航速等变量的影响;振荡是水下发动机工作最主要的特征,喷管出口燃气射流流动状态决定了流场与推力的基本特征;航速主要影响燃气泡形态演化规律,表现为轴向长度、颈缩程度增大;受汽化效应影响,流场中出现水蒸气的聚集现象,但由于作用时间短、水汽化量小,对流场与推力的影响相对较小。 柳文杰 李冬 蔡强 李翔 张正关键词:燃气射流 航行速度 摆动喷管水下工作过程流场及控制特性仿真研究 2022年 水下航行体垂直发射是一个非定常、高动态的过程,对基于摆动喷管控制的水下航行体,喷管摆角与动态摆动过程对流场演化、流体动力特性的影响不可忽略。本文采用流体体积多相流模型、动网格技术、叠加运动模型与动态流体相互作用模型,建立了流场与弹道耦合计算的三维仿真计算模型,研究航行体系留状态与航行状态两种工况下喷管摆动工作过程流场及流体动力非定常演化规律。仿真结果显示,在不发生流动分离的前提下,水下工作的发动机可以提供稳定、无延迟的控制力矩,但超声速射流方向的改变会引起流场的非对称脉动,即使航行体处于系留状态时,航行体仍然会受到流体干扰力矩的影响,导致水下推力矢量控制效率降低,当处于航行状态时,来流会产生诱导干扰力矩,航行体姿态的改变也会产生流体动力干扰力矩,在上述干扰力矩的影响下,控制效率进一步降低。 柳文杰 李冬 蔡强 张正 袁亚 刘佳关键词:推力矢量控制 干扰力矩 振荡 基础激励下Timoshenko梁冲击失效准则设计方法 2020年 给出了基础激励下Timoshenko梁冲击失效准则设计方法,建立了基于Timoshenko梁的冲击动力学模型.通过求解系统运动方程并结合边界条件,给出了系统固有频率方程,给出了固有振型的计算方法.为了克服基础激励下冲击响应求解的困难,对Timoshenko梁的位移响应进行了假设,求解了系统的线位移和角位移冲击响应,进而得到了任意截面的内力,以及截面的最大von Mi⁃ses等效应力,基于von Mises屈服准则,给出了分别采用位移、速度和加速度确定失效准则的方法.典型算例的冲击响应计算结果表明,在20~5000 Hz频率范围内,算例中的Timoshenko梁存在3种失效模式,分别是根部、中部附近和末端发生屈服破坏.针对每种失效模式,分别给出了以最大可用位移幅值、速度幅值和加速度幅值表示的冲击失效准则. 王乐 李冬关键词:元器件 TIMOSHENKO梁 冲击响应 固体火箭发动机内弹道精准预示自修正方法 被引量:3 2021年 固体火箭发动机内弹道预示精度对固体导弹或运载火箭方案设计、飞行弹道及安全区精准预示、飞行工况校核确认具有至关重要的作用。传统的内弹道预示方法可以较准确地预示一型发动机的内弹道包络,但无法普适性地对复杂环境剖面下的单台发动机内弹道曲线进行精准预示。针对该问题,提出了基于遗传算法的固体火箭发动机内弹道精准预示自修正方法。根据单台发动机点火后一小段时间(0~t_(1))内采集的压强数据,利用GA遗传算法通过逆向反算得到该台发动机所有未知的内弹道预示参数,然后利用内弹道预示模型正向预示得到该台发动机完整时间域(0~t_(1)~t_(a))的内弹道精准预示数据,实现固体火箭发动机内弹道预示自修正,得到精度更高的内弹道预示曲线。计算结果表明,固体火箭发动机内弹道精准预示自修正方法为固体导弹或运载火箭主动飞行段飞行弹道自主闭环控制提供了数据基础,可大大提高主动段飞行弹道的控制精度,有效弥补了主动飞行段跟踪固定程序角制导模式中飞行弹道受固体火箭发动机内弹道预示精度影响较大的不足。 蒲晓航 李冬 李富贵 蔡强 常浩关键词:固体火箭发动机 自修正 基于动态加权系数和多目标进化的模型修正方法 被引量:4 2020年 建立准确的结构动力学模型是结构响应分析的基础,由于模型简化的不确切等因素,必然会带来一定的误差,为了获得高精度的动力学分析模型,需要结合试验数据对模型进行修正。模态试验结果中包含了试件不同状态不同阶次的频率和振型信息,模型修正时需要建立多个目标函数,提出了一种基于动态加权系数的多目标模型修正方法。通过对解的群体实施进化,在每一代非劣解中,挑选各个子目标函数的局部最优解,计算各个局部最优解与子目标期望值的差距,并根据差距对加权系数动态调整,从而在进化过程中对加权系数进行优化,避免维数灾难问题,实现各个子目标函数的快速收敛。采用该方法对导弹全弹动力学模型进行了修正,子目标函数个数达到16个,与基于Pareto最优的模型修正方法相比,用较少的代数实现了各个子目标函数的收敛,提高了群体搜索的效率,取得了较好的修正效果。 王乐 李冬 余慕春 张子骏 牛智玲关键词:模型修正 多目标进化 进化算法 加权系数 基于非结构嵌套网格的低空大动压头罩分离数值模拟 被引量:3 2019年 为准确模拟低空大动压恶劣环境下头罩分离的全过程,利用多面体非结构动态嵌套网格技术,耦合求解雷诺平均纳维-斯托克斯控制方程(Naiver-Stokes equations, N-S)和六自由度运动方程(6-Degrees of Freedom, 6-DoF),实时计算头罩分离过程中的刚体与流体相互耦合的动态分离运动。结果表明:采用数值模拟方法可得到清晰直观的分离轨迹,同时需合理配置主动分离力大小、作用行程、质心位置才能保证头罩分离安全;随着头罩分离张角的增加,高速气流进入头罩并在头罩和飞行器本体之间的间隙出现"填充-滞止-泄流"流动现象,直接影响头罩气动力变化。 袁亚 李冬 马友林 陈皓 王亮关键词:数值模拟 一种自锁紧式快速连接垂直起吊装置 本实用新型涉及快速连接垂直吊装技术领域,具体涉及一种自锁紧式快速连接垂直起吊装置。技术方案:一种自锁紧式快速连接垂直起吊装置,包括一个长条状吊梁(2)、安装在吊梁(2)中间的吊环(1)、两个卡块组件(4)、模锻扣(3)、... 张晶 许俊伟 刘晓明 李翔 秦华海 李冬 孙刚文献传递 ×型配置执行机构故障情况下飞行器控制作用重分配方法 ×型配置执行机构故障情况下飞行器控制作用重分配方法,步骤如下:(1)对执行机构故障进行定位和判定;(2)确定发生故障的执行机构能够摆动的角度;(3)计算出在非故障情况下×型配置的四个执行机构的期望摆角;(4)计算出发生故... 朱文彪 李冬 闵勇 陈宜成文献传递 基于非结构嵌套网格技术的低空大动压级间分离数值模拟 被引量:2 2020年 为有效预示低空大动压环境下飞行器级间分离过程,利用数值模拟技术耦合求解雷诺平均纳维-斯托克斯控制方程(Naiver-Stokes equations,N-S)和六自由度运动方程(6-Degrees of Freedom,6-DoF),仿真给出飞行器高速级间分离过程前后体及流体相互耦合的动态运动过程。结果表明:数值模拟级间分离过程可得到后体和前体清晰、直观的流场特性和分离轨迹、姿态特性;级间分离的流场结构丰富,存在分离区、回流区、高压区等,对前后体气动特性影响较大;依靠后体气动力可实现级间的安全分离,但后体的初始分离抬头趋势明显。 袁亚 李冬 马友林 陈皓 王亮关键词:级间分离 数值模拟