刚-液-柔耦合航天器

高保真耦合动力学建模

面向带液体推进剂贮箱与柔性太阳翼的航天器，提供一体化耦合动力学分析能力，支撑姿态控制精度与稳定性评估。

Yu, Jiarui · 岳宝增

Applied Mathematical Modelling 2023

技术优势

小晃动引发大振动

耦合效应使小幅液体晃动可被放大，导致柔性附件产生较大振动，从而影响航天器运动稳定性。

半滑移边界提精度

针对圆柱贮箱液体晃动数值模拟，提出半滑移边界条件，提升自由液面模拟精度。

方法经实验验证

通过与已发表实验和解析结果对比，验证了建模方法的有效性，确保可靠性。

应用场景

• 航天器姿态控制：用于评估液体晃动与柔性振动耦合对姿态稳定性的影响，支撑控制器设计。
• 航天器动力学仿真：作为高保真动力学仿真模块，嵌入航天器多体系统分析流程。
• 柔性结构振动分析：提供液体晃动激励下柔性附件振动响应的定量预测。
• 液体晃动仿真：采用等几何分析与水平集方法精确模拟贮箱内液体自由液面运动。