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          航天未來發展對多物理場仿真的需求及發展現狀

          來源:e-works????作者:e-works整理

          2017年7月7日,國產工業軟件優秀解決方案展示對接會(大連)成功舉辦,會上,北京航宇系統工程研究所數字化與仿真中心梁磊博士發表了題為《航天未來發展對多物理場仿真的需求及發展現狀》的演講,本文為演講內容整理,未經作者本人確認。

          一、十三五發展期間航天未來發展方向

          十三五發展規劃對未來五年中國發展方向的提綱,在未來五年當中要有100個100項重大工程和項目,航空排第一位,對于航天來說也在其中有些重大項目支撐航天未來五年的工作。北京航宇系統工程研究所主要從事長征二號、三號、七號運載火箭的研究設計任務。在未來五年包括長征五號和長征七號能夠在十三五期間逐漸成熟起來,包括長征九號運載火箭也會在十三五期間進行正式立項。重型運載火箭面臨的問題主要圍繞深恐探測、載人登月展開的,把更多航天器送到太空。未來要確定合理選型方案,全面開展工程實施,并且帶動一系列高新技術突破。

          二、航天多物理場耦合仿真需求

          航天運載火箭過程當中物理場的問題。從火箭發射開始到發動機底部的噴流環境等都是面臨的問題。全時段進行計算,在飛過程中有一級分離,面臨飛行力學和空間動力學的耦合現象,都需要用比較精確化的手段進行模擬和預置飛行過程中的狀態。如何采用數字化仿真手段模擬和預試這些現象,是我北京航宇系統工程研究所主要的工作方向。

          多物理場耦合仿真需求。圍繞仿真需求北京航宇系統工程研究所想開發工具產品的建設。圍繞現在的需求也分別開展了仿真建模工具,仿真虛擬實驗平臺建設,以及包括耦合仿真工具進行建設。需求大概有這樣幾個方面,首先包括運載火箭在起速過程當中,包括飛行過程當中風場的影響,包括液體貯箱的晃動,它可以影響到運載火箭飛行過程當中的穩定性,這也是需要突破和解決的方面,包括飛行器在飛行過程當中飛行熱輻射現象,土地梳理等總結出來幾個主要大的方向,也是未來工作和合作大的突破方向。

          三、北京航宇系統工程研究所與一些單位合作的情況介紹

          之前北京航宇系統工程研究所通過和英特仿真公司有相關合作,基于他們的架構開發了耦合仿真映射工具,掌握國內外的算法,從軟件、方法、應用進行深入調研和分析。通過英特仿真公司也幫助開發了流固耦合仿真。一期開展相關工作,未來會有深入的合作和應用分析。未來的合作前景是希望通過交流共同做一些事情,確實推動航空領域。未來主要合作方向是希望能夠跟英特仿真公司包括其他企業進行合作,來開發面向運載火箭的多物理場耦合仿真工具。第二研究耦合仿真方式和求解器集成技術,包括如何做到時間控制,界面映射技術。在應用方面希望能夠針對運載火箭的分離問題、貯箱液體晃動問題來進行研究。

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