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超高速撞击立方体卫星数值模拟研究

栗建桥  宋卫东  宁建国  
【摘要】:本文对立方体卫星整体建模进行不同撞击角度和不同撞击速度下的超高速撞击数值模拟。对数值模拟的准确性进行验证,使用参考文献中的实验数据,对比同样参数下数值模拟的情况,得到了数值模拟可靠的结论,可以使用数值模拟的方法进行铝合金材料动态力学行为的研究。由于斜撞击不能使用二维模型,在建立三维模型时如果都用SPH方法离散计算过程所需计算量过于巨大,在撞击附近区域采用SPH方法离散,对于较远处影响不大区域使用Lagrange网格进行离散。对于不同工况进行数值模拟:(1)对正撞击进行不同速度下的数值模拟,得到不同撞击速度下前板,后板和侧板的破坏情况,前板和后板穿孔直径。(2)对同一种速度下,不同角度斜撞击进行数值模拟,得到不同角度下前板后板和侧板的破坏情况,前板和侧板的破坏范围。结合热电离理论冲击过程中局部温度与电离度之间的关系,得到撞击过程中产生等离子体电离度,对比验证试验中测得的等离子体参数,分析误差。通过获得立方体卫星超高速撞击过程中碎片云局部温度,得到局部等离子体电离度,分析超高速撞击产生的等离子体对卫星可能产生的影响。

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