推進系統(tǒng)是衛(wèi)星重要的分系統(tǒng)之一,其性能與衛(wèi)星平臺的性能直接相關(guān),它制約著衛(wèi)星的壽命,影響著衛(wèi)星的安全,在衛(wèi)星研制過程中占有舉足輕重的地位。衛(wèi)星推進系統(tǒng)的仿真工作,是隨著衛(wèi)星研制能力的提升、計算機技術(shù)的發(fā)展、仿真分析軟件的普及而逐漸發(fā)展和完善的。
《衛(wèi)星推進系統(tǒng)仿真》首先介紹了國內(nèi)外各種類型的推進系統(tǒng)與部件仿真技術(shù)進展情況,闡述了推進系統(tǒng)仿真涉及的各種基本理論。然后介紹了當前常見的推進領(lǐng)域系統(tǒng)級流動仿真工具、部件級仿真工具、前后處理工具,并結(jié)合算例給出了仿真建模與仿真分析實施要點。針對冷氣推進系統(tǒng)、單組元推進系統(tǒng)、雙組元推進系統(tǒng)、電推進系統(tǒng)等各種類型的推進系統(tǒng),梳理出實際操作性強的推進系統(tǒng)仿真分析工作項目,覆蓋仿真分析目標、仿真輸入條件、仿真算法或工具選擇、仿真建模、初始及邊界條件、仿真結(jié)果處理及輸出等具體工作項目。后針對推進系統(tǒng)研制過程中可能遇到的典型問題如流體水擊,液體晃動等如何開展仿真工作進行了專題介紹。
第1章 緒論
1.1 衛(wèi)星推進系統(tǒng)仿真的作用和意義
1.2 衛(wèi)星推進系統(tǒng)仿真的發(fā)展歷程及趨勢
1.3 衛(wèi)星推進系統(tǒng)仿真的真實性與快捷性的辯證關(guān)系
第2章 推進系統(tǒng)仿真分析進展
2.1 系統(tǒng)級仿真分析進展
2.1.1 單組元推進系統(tǒng)
2.1.2 雙組元統(tǒng)一推進系統(tǒng)
2.1.3 雙模式混合推進系統(tǒng)
2.1.4 電推進系統(tǒng)
2.1.5 新概念推進系統(tǒng)
2.2 部件級仿真分析進展
2.2.1 發(fā)動機仿真分析
2.2.2 電爆閥仿真分析
2.2.3 單向閥仿真分析
2.2.4 開關(guān)閥門類仿真分析
2.2.5 壓力容器仿真分析
2.2.6 減壓器仿真分析
2.3 推進系統(tǒng)其他相關(guān)仿真分析進展
2.3.1 低溫推進劑存貯
2.3.2 聯(lián)合仿真與耦合分析
2.3.3 推進劑晃動分析
第3章 推進系統(tǒng)仿真分析的基本理論
3.1 基本理論
3.1.1 流動理論
3.1.2 結(jié)構(gòu)理論
3.1.3 傳熱理論
3.1.4 電磁理論
3.2 流動水擊問題
3.2.1 水擊連續(xù)微分方程
3.2.2 水擊運動微分方程
3.3 節(jié)流小孔問題
3.4 液體晃動問題
3.4.1 基本方程
3.4.2 泛函極值原理求解
3.5 多孔介質(zhì)問題
3.5.1 多孔介質(zhì)介紹
3.5.2 多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)機理和規(guī)律
3.6 微重力流體力學(xué)
3.6.1 微重力環(huán)境下毛細驅(qū)動方程
3.6.2 毛細壓差驅(qū)動方程
3.6.3 表面張力驅(qū)動流動方程
3.7 稀薄氣體動力學(xué)
3.8 電磁問題
3.9 燃燒問題
3.9.1 基本方程
3.9.2 燃燒模型
3.10 兩相流問題
第4章 推進系統(tǒng)仿真分析常用工具
4.1 推進系統(tǒng)系統(tǒng)級流動仿真工具
4.1.1 AMESim
4.1.2 Flowmaster
4.2 部件級仿真分析工具
4.2.1 Fluent
4.2.2 FLOW-3D
4.2.3 CFX
4.2.4 ANSYS
4.2.5 FPM
4.3 前后處理工具簡介
4.3.1 Tecplot
4.3.2 Origin
4.3.3 HyperMesh
4.3.4 HyperView
4.3.5 ICEM
第5章 推進系統(tǒng)仿真分析工作項目
5.1 冷氣推進系統(tǒng)仿真分析
5.1.1 仿真分析目標
5.1.2 仿真輸入條件
5.1.3 仿真算法或工具選擇
5.1.4 仿真建模、初始及邊界條件
5.1.5 仿真結(jié)果處理及輸出
5.1.6 冷氣推進系統(tǒng)仿真分析案例
5.2 單組元推進系統(tǒng)仿真分析
5.2.1 仿真分析目標
5.2.2 仿真輸入條件
5.2.3 仿真算法或工具選擇
5.2.4 仿真建模及邊界條件
5.2.5 仿真結(jié)果處理及輸出
5.2.6 單組元推進系統(tǒng)仿真分析案例
5.3 雙組元推進系統(tǒng)仿真分析
5.3.1 仿真分析目標
5.3.2 仿真輸入條件
5.3.3 仿真算法或工具選擇
5.3.4 仿真建模及邊界條件
5.3.5 仿真結(jié)果處理及輸出
5.3.6 雙組元推進系統(tǒng)仿真分析案例
5.4 電推進系統(tǒng)仿真分析
5.4.1 仿真分析目標
5.4.2 仿真輸入條件
5.4.3 仿真算法或工具選擇
5.4.4 仿真建模及邊界條件
5.4.5 仿真結(jié)果處理及輸出
5.4.6 電推進系統(tǒng)仿真分析案例
第6章 專項仿真分析工作項目
6.1 流動水擊
6.1.1 仿真分析目標
6.1.2 仿真輸入條件
6.1.3 仿真算法或工具選擇
6.1.4 仿真建模及邊界條件
6.1.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.2 節(jié)流小孔
6.2.1 仿真分析目標
6.2.2 仿真輸入條件
6.2.3 仿真算法或工具選擇
6.2.4 仿真建模及邊界條件
6.2.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.3 液體晃動
6.3.1 仿真分析目標
6.3.2 仿真輸入條件
6.3.3 仿真算法或工具選擇
6.3.4 仿真建模及邊界條件
6.3.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.4 多孔介質(zhì)
6.4.1 仿真分析目標
6.4.2 仿真輸入條件
6.4.3 仿真算法或工具選擇
6.4.4 仿真建模及邊界條件
6.4.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.5 微重力流動
6.5.1 仿真分析目標
6.5.2 仿真輸入條件
6.5.3 仿真算法或工具選擇
6.5.4 仿真建模及邊界條件
6.5.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.6 羽流效應(yīng)
6.6.1 仿真分析目標
6.6.2 仿真輸入條件
6.6.3 仿真算法或工具選擇
6.6.4 仿真建模及邊界條件
6.6.5 仿真結(jié)果處理及輸出
6.7 發(fā)動機燃燒
6.7.1 仿真分析目標
6.7.2 仿真輸入條件
6.7.3 仿真算法或工具選擇
6.7.4 仿真建模及邊界條件
6.7.5 仿真結(jié)果處理及輸出
結(jié)束語
參考文獻