带自由面充液航天器的自旋稳定性分析

研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题．采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法建立液体受迫振动的离散的动力学方程,并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法．由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振动方程建立起刚－液耦合系统的姿态动力学方程,并由Ｋｅｌｖｉｎ定理,给出了充液航天器的自旋稳定性判据．最后以圆柱腔为例,分析了充液航天器自旋稳定性的结果．     

充液圆柱壳的轴对称自由振动

用解析法对立式充液圃柱壳的轴对称振动特性进行了研究.假定液体是非粘滞、可压缩的.初步探讨了液体的可压缩性、壳的几何尺寸对轴对称固有频率的影响,并给出了计算固有基频的近似公式.计算表明,对于常见的充液圈柱壳,用近似公式计算出的固有基频与解析值非常接近.     

半充液自旋稳定卫星的一个实验模型

构造刚体－小球力学实验模型,用以模拟充液卫生内液面的晃动对卫星自旋稳定性的影响。通过大系统加权V函数方法分析了系统的稳定性,并求得其稳定判据。     

基于ALE有限元方法的充液刚体耦合动力学仿真

假设液体是不可压缩的粘性液体,用Jourdain形式的普遍动力学原理建立充液系统的动力学控制方程,并采用交替积分法求解此数值计算模型.液体模块采用Lagrange-Euler描述方法建立有限元计算模型;充液刚体模块利用二阶显式Runge-Kutta格式离散的常微分方程组.在刚-液耦合界面将传递系统质心、转动惯量、晃动力、晃动力矩以及惯性力等耦合物理量.计算结果表明该方法能正确地反映充液耦合系统的运动学特征.与假设液面未扰充液系统的响应结果相比,耦合计算获得的结果具有较大幅度的角速度响应.     

充液航天器自旋稳定性分析的一种近似方法

研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题 .采用Galerkin方法建立液体受迫振动的离散动力学方程 ,并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法 .由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振动方程建立刚 -液耦合系统的姿态动力学方程 ,并由 Kelvin定理给出了充液航天器的自旋稳定性判据 .通过有限元分析 ,消去稳定性判据中的液体晃动特征模态矩阵 ,从而得到稳定性判据与充液腔体无关而仅与液体自由面有关的结论 .稳定性判据适用于带任意形状的轴对称充液腔的自旋航天器系统 .     

部分充液柔性转轴的动力稳定性

讨论了腔内部分充液的细长柔性转轴的动力稳定性。通过选择特征量和估计控制方程,边界条件中所有项的量级,把腔内流体的三维流动问题简化为二维流动问题,使用Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ－Ｅｕｌｅｒ梁的弯曲来描述转轴的变形以及二维转子的结果后,可以得到转轴失稳判别的解析表达式,本文工作发展了Ｃｒａｎｄａｌｌ的结果。     

旋转充液系统非线性稳定性和动力学分析

应用Ｌｉａｐｕｎｏｖ－Ｒｕｍｊａｎｔｓｅｖ部分变量稳定性理论，分析旋转充液系统的非线性稳定性，得出其稳定性的充分条件。在Ｓｔｅｗａｒｔｓｏｎ－Ｗｅｄｅｍｅｙｅｒ－Ｍｕｒｐｈｙ关于系统内部流体惯性波振动产生共振不稳定理论的基础上，应用全局分叉理论中的Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法，分析了旋转充液系统非线性角运动的动力学行为，得出系统不出现浑沌的条件。     

关于刚体平衡的稳定性探讨

在静力学中常常需要判定处于平衡状态的刚体其平衡是否稳定?对于明显的问题这种判定是简单的,依据常识即可进行.但对复杂的问题,判定就不这么简单、直观,本文对这个问题进行了探讨.     

充液航天器的数学模型

首先分析了充液航天器液体晃动系统的三大特点 ,进行五点合理假设 ,使系统最大限度的简化且保持它的实际特性 ;接着用变分原理建立了动力学方程 ,推导出边界条件 ,并就液体作微幅晃动对动力学方程与边界条件进行了线性化 ;最后就液体自由晃动问题对动力学方程与边界条件进行进一步的简化 ,得到了便于数值方法求解的数学模型。     

具有挠性附件的全充液刚体耦合系统的姿态控制动力学与稳定性

建立了一类带有挠性结构附件的全充液刚体耦合系统主动控制动力学模型，给出了系统的控制律，进而研究了控制与镇定问题，得到了受控系统姿态定位和指数渐近稳定的结论。     

汽车多刚体操纵稳定性模型及稳定性分析

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法充分考虑悬架系统的作用,建立了两轴汽车六自由度操纵稳定性模型.在此基础上,运用Hurwitz定理分析汽车的操纵稳定性,得出汽车具有稳定行驶性能的两个必要条件:汽车后悬架弹簧有效距离的平方与后悬架单侧弹簧刚度乘积大于前悬架弹簧有效距离的平方与前悬架单侧弹簧刚度乘积;汽车后轴所载质量与前轮胎侧偏刚度的乘积大于前轴所载质量与后轮胎侧偏刚度的乘积.     

充液系统动力学问题

充液航天器内部液体晃动及其对控制系统的影响,是当前国内外航天高科技研究的重要课题,也是一个比较复杂的问题.本文首先由力学变分原理导出充液系统的状态方程,其次分析了充液系统的稳定性,简述了在微重条件下充液航天器内部液体晃动的动力学特性.     

充液填料精馏塔的特性

本文所报导的为“充液填料精馏塔的特性及其分离效能”这一课题中的第一阶段内容。文中综合报导了对充液填料精馏塔特性的最近研究成果。内容为:Π形管的相对高度,填料层中的气、液存料量,填料层中的气、液线速度,拉西填料环的最适宜壁厚,填料层中提供相接触表面的方式及其大小的估计。在充液填料精馏塔中,若采用拉西填料环时,根据作者提出的模型,认为应该存在着填料的一个最适宜壁厚δ_(opt)问题,它和填料外径dH的关系可能是: δ_(opt)=0.183 dH 经过理论推导与实验验证,得知充液填料精馏塔所能提供的相接触比表面积S至少较普通填料精馏塔的润湿比表面积S_湿高出20～60%,从而对充液填料精馏塔的传质性能进行了比较合乎实际的评价。     

充液填料精馏塔的分离效能

本文所报导的为“充液填料精馏塔的特性及其分离效能”这一课題中的第二阶段内容。作者特别详尽地分析了影响充液填料精馏塔传质性能的诸特性因素,第一次提出了在关联该塔传质性能时所必须考虑的所谓充液率无因次数群(hΠ/Zε),从而使得关联如下等板高度h_(?)的关联式时基本上获得了成功: h_e/d_e=96(hΠ/Zε)~(0.581)(ReL)~(-0.334)(L/G)~(-1.296)a_(0.4)·e~(0.075)(δdH-8.4) 用上式来概括作者研究实验的全部数据,可以使数据点较成功地落在一根直线附近,产生的偏差与测量仪器的误差相吻合。此外,用上式来进行计算并不困难。     

充液管道流场分布研究

根据实际工业管道中的一些结构,系统分析了各种典型管道部件(阀门、节流孔板、大小头、弯头、小支管等)管内液体的流场分布情况,利用有限元软件FLOTRAN分析了液体对管道振动的影响作用.     

对刚体绕主轴转动的稳定性的研究

一个具有不同主惯性矩的刚体,当其分别绕其三个主轴自由转动时,对其中两个主轴的转动是稳定的,对另一个主轴的转动则是不稳定的。例如,一个质量为m的矩形薄板,长为a,宽为b,它的三个中心主轴如图(一)所示:轴(Ⅰ)和轴(Ⅱ)过质心c位于板面内,轴(Ⅲ)过c而垂直于板面。显然板的三个主惯性矩是不同的。假如开始令板绕轴(Ⅰ)或     

应用拉格朗日方程建立重力作用下轴对称刚体的运动微分方程

介绍应用拉格朗日方程,建立重力作用下轴对称刚体定点运动的微分方程的一种较为简便的方法.     

旋转Couette流轴对称扰动的稳定性方程

流体动力学稳定性是流体力学中的一个重要问题,对旋转Couette流的稳定性理论只在理想流体情况下得出了明确结论,而对粘性不可压缩流体,虽然也有很多详尽的讨论,由于描述三维流的偏微分方程是非线性的,要么采用近似条件简化求解,要么利用计算机进行数值求解,结果出现从层流向湍流过渡区理论与实践吻合的并不好.这表明尚有很多工作可做,我们就是在这种背景下,讨论轴对称扰动的简单情况,从而得出描述旋转Couette流柱坐标形式下的稳定性方程.