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航天未来发展对多物理场仿真的需求及发展现状

2017/8/12    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:航天  多物理场仿真  
十三五发展规划对未来五年中国发展方向的提纲,在未来五年当中要有100个100项重大工程和项目,航空排第一位。

    2017年7月7日,国产工业软件优秀解决方案展示对接会(大连)成功举办,会上,北京航宇系统工程研究所数字化与仿真中心梁磊博士发表了题为《航天未来发展对多物理场仿真的需求及发展现状》的演讲,本文为演讲内容整理,未经作者本人确认。

    一、十三五发展期间航天未来发展方向

    十三五发展规划对未来五年中国发展方向的提纲,在未来五年当中要有100个100项重大工程和项目,航空排第一位,对于航天来说也在其中有些重大项目支撑航天未来五年的工作。北京航宇系统工程研究所主要从事长征二号、三号、七号运载火箭的研究设计任务。在未来五年包括长征五号和长征七号能够在十三五期间逐渐成熟起来,包括长征九号运载火箭也会在十三五期间进行正式立项。重型运载火箭面临的问题主要围绕深恐探测、载人登月展开的,把更多航天器送到太空。未来要确定合理选型方案,全面开展工程实施,并且带动一系列高新技术突破。

    二、航天多物理场耦合仿真需求

    航天运载火箭过程当中物理场的问题。从火箭发射开始到发动机底部的喷流环境等都是面临的问题。全时段进行计算,在飞过程中有一级分离,面临飞行力学和空间动力学的耦合现象,都需要用比较精确化的手段进行模拟和预置飞行过程中的状态。如何采用数字化仿真手段模拟和预试这些现象,是我北京航宇系统工程研究所主要的工作方向。

    多物理场耦合仿真需求。围绕仿真需求北京航宇系统工程研究所想开发工具产品的建设。围绕现在的需求也分别开展了仿真建模工具,仿真虚拟实验平台建设,以及包括耦合仿真工具进行建设。需求大概有这样几个方面,首先包括运载火箭在起速过程当中,包括飞行过程当中风场的影响,包括液体贮箱的晃动,它可以影响到运载火箭飞行过程当中的稳定性,这也是需要突破和解决的方面,包括飞行器在飞行过程当中飞行热辐射现象,土地梳理等总结出来几个主要大的方向,也是未来工作和合作大的突破方向。

    三、北京航宇系统工程研究所与一些单位合作的情况介绍

    之前北京航宇系统工程研究所通过和英特仿真公司有相关合作,基于他们的架构开发了耦合仿真映射工具,掌握国内外的算法,从软件、方法、应用进行深入调研和分析。通过英特仿真公司也帮助开发了流固耦合仿真。一期开展相关工作,未来会有深入的合作和应用分析。未来的合作前景是希望通过交流共同做一些事情,确实推动航空领域。未来主要合作方向是希望能够跟英特仿真公司包括其他企业进行合作,来开发面向运载火箭的多物理场耦合仿真工具。第二研究耦合仿真方式和求解器集成技术,包括如何做到时间控制,界面映射技术。在应用方面希望能够针对运载火箭的分离问题、贮箱液体晃动问题来进行研究。

责任编辑:张瑾
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