Interacción Dinámica Fluido-Estructura de la Respuesta del Carenado del Cohete en la Fase de Caída
Autores: Yang, Zexuan; Yang, Chao; Zhao, Jiamin; Wu, Zhigang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Interacción Dinámica Fluido-Estructura de la Respuesta del Carenado del Cohete en la Fase de Caída
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Método
Acoplamiento fluido-estructura
Carenado
Fuerzas aerodinámicas
Dinámica de fluidos computacional
Respuestas estructurales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Se utiliza un método basado en el acoplamiento fluido-estructura en este estudio para calcular la respuesta de un carenado de cohete mientras cae. Se encontraron algunos casos de divergencia de vibración del carenado y se analizó la influencia de algunos factores específicos. Las fuerzas aerodinámicas se calculan utilizando software de dinámica de fluidos computacional (CFD) y las respuestas estructurales mediante el método de superposición modal. Los datos se someten luego a interpolación modal en el solucionador CFD para el siguiente ciclo de cálculo. La presión dinámica, el número de Mach y el ángulo de ataque se fijan en este proceso. Dado que el carenado tiene una actitud fija durante la caída, se ignora su rotación en los cálculos para la simulación. Los resultados se utilizan para proponer un marco para el análisis basado en el acoplamiento fluido-estructura de una estructura no aerodinámica. Se discute el mecanismo del carenado basado en este método y se investigan los efectos de la configuración del solucionador, el número de Mach, la presión dinámica y la rigidez estructural sobre él. Se identifican regiones peligrosas y seguras a medida que el carenado cae de regreso al suelo. Luego se proporcionan tres métodos basados en el análisis anterior para prevenir daños al carenado mientras cae al suelo, como aumentar la rigidez de la estructura, el control de actitud y abrir el paracaídas a gran altitud. Se utilizó un método integral para suprimir la vibración del carenado durante el descenso, que se demostró ser efectivo.
Descripción
Se utiliza un método basado en el acoplamiento fluido-estructura en este estudio para calcular la respuesta de un carenado de cohete mientras cae. Se encontraron algunos casos de divergencia de vibración del carenado y se analizó la influencia de algunos factores específicos. Las fuerzas aerodinámicas se calculan utilizando software de dinámica de fluidos computacional (CFD) y las respuestas estructurales mediante el método de superposición modal. Los datos se someten luego a interpolación modal en el solucionador CFD para el siguiente ciclo de cálculo. La presión dinámica, el número de Mach y el ángulo de ataque se fijan en este proceso. Dado que el carenado tiene una actitud fija durante la caída, se ignora su rotación en los cálculos para la simulación. Los resultados se utilizan para proponer un marco para el análisis basado en el acoplamiento fluido-estructura de una estructura no aerodinámica. Se discute el mecanismo del carenado basado en este método y se investigan los efectos de la configuración del solucionador, el número de Mach, la presión dinámica y la rigidez estructural sobre él. Se identifican regiones peligrosas y seguras a medida que el carenado cae de regreso al suelo. Luego se proporcionan tres métodos basados en el análisis anterior para prevenir daños al carenado mientras cae al suelo, como aumentar la rigidez de la estructura, el control de actitud y abrir el paracaídas a gran altitud. Se utilizó un método integral para suprimir la vibración del carenado durante el descenso, que se demostró ser efectivo.