Charakterizace pohybu vesmírné pohonné látky v nádrži vystavené manévrům a předpovídání jejího tlumení je základním požadavkem pro úspěch vesmírných misí. V této práci hodnotíme schopnosti metody hydrodynamiky vyhlazených částic (SPH) charakterizující pohyb kapaliny. Simulace SPH se provádějí pomocí open-source kódu DualSPHysics, který využívá slabě stlačitelný předpoklad pro simulaci nestlačitelných toků. Schéma SPH ověříme tím, že ukážeme, že vypočtená mezní vrstva odpovídá analytickému řešení Stokesovy úlohy. Metodika je poté ověřena s experimentální databází s otevřeným přístupem zahrnující experimenty se sloshingem na částečně naplněných válcových nádržích vystavených horizontálnímu buzení. Předkládáme studii dvou režimů: (a) nucený, periodický režim a (b) přechodný režim, kde porovnáváme elevaci plného rozhraní kapaliny, odpovídající frekvenční obsah a mapy tlumení plného rozhraní kapaliny. Simulace jsou schopny zachytit relevantní fyziku proudění s dobrou úrovní přesnosti. Simulace zejména poměrně přesně reprodukovaly nadmořskou výšku celého volného povrchu a předpovídaly 3D tvar srpku rostoucích vlnoploch, stejně jako rychlosti tlumení při volném sloshingu. Analýza frekvenčního rozsahu dále ukázala dobrou shodu dominantních frekvencí mezi experimentálními, simulovanými a analytickými hodnotami danými linearizovanou teorií sloshingu.
Všechny kódy klasifikace Vědeckého žurnálu (ASJC).
- Letecký a kosmický průmysl
Klíčová slova
- dumping
- DualSPHysics
- Modelování volných ploch
- Sloshing
- SPH
Přístup k dokumentu
Další soubory a odkazy
otisk prstu
Ponořte se do výzkumných témat „Modelování sloshingového tlumení pro kosmické lodě: Aplikace vyhlazených částic hydrodynamiky“. Společně tvoří jedinečný otisk prstu.
- Liquid sloshing Engineering & Materials Science 100%
Citujte toto
- APA
- Autor
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
klíčová slova = «Tlumení, DualSPHysics, Modelování volného povrchu, Sloshing, SPH»,
autor = «K. Kotsarinis a Green, a A. Simonini a O. Debarre a T. Magin a A. Tafuni»,
note = «Informace o financování: Autoři by rádi poděkovali postgraduálnímu studentovi NJIT Victoru Rodriguezovi za jeho příspěvek k počátečním simulacím prostřednictvím jeho MSc projektu a postgraduálnímu studentovi NJIT Francescu Riccimu za jeho podporu s DualSPHysics. Copyright vydavatele: 2022 Elsevier Masson SAS»,
rok = «2023»,
měsíc = únor,
doi = «10.1016/j.ast.2022.108090»,
jazyk = «angličtina (USA)»,
objem = «133»,
časopis = «Aerospace Science and Technology»,
issn = «1270-9638»,
vydavatel = «Elsevier Masson SAS»,
Výstup výzkumu : Příspěvek do časopisu › Článek › peer-review
T1 — Modelování sloshingového tlumení pro kosmické lodě
T2 — Aplikace hydrodynamiky vyhlazených částic
AU – Kotsarinis, K.
N1 — Informace o financování: Autoři by rádi poděkovali postgraduálnímu studentovi NJIT Victoru Rodriguezovi za jeho příspěvek k počátečním simulacím prostřednictvím jeho projektu MSc a postgraduálnímu studentovi NJIT Francescu Riccimu za jeho podporu s DualSPHysics. Copyright vydavatele: © 2022 Elsevier Masson SAS
N2 — Charakterizace pohybu vesmírné pohonné látky v nádrži vystavené manévrům a předpovídání jejího tlumení je základním požadavkem pro úspěch vesmírných misí. V této práci hodnotíme schopnosti metody hydrodynamiky vyhlazených částic (SPH) charakterizující pohyb kapaliny. Simulace SPH se provádějí pomocí open-source kódu DualSPHysics, který využívá slabě stlačitelný předpoklad pro simulaci nestlačitelných toků. Schéma SPH ověříme tím, že ukážeme, že vypočtená mezní vrstva odpovídá analytickému řešení Stokesovy úlohy. Metodika je poté ověřena s experimentální databází s otevřeným přístupem zahrnující experimenty se sloshingem na částečně naplněných válcových nádržích vystavených horizontálnímu buzení. Předkládáme studii dvou režimů: (a) nucený, periodický režim a (b) přechodný režim, kde porovnáváme elevaci plného rozhraní kapaliny, odpovídající frekvenční obsah a mapy tlumení plného rozhraní kapaliny. Simulace jsou schopny zachytit relevantní fyziku proudění s dobrou úrovní přesnosti. Simulace zejména poměrně přesně reprodukovaly nadmořskou výšku celého volného povrchu a předpovídaly 3D tvar srpku rostoucích vlnoploch, stejně jako rychlosti tlumení při volném sloshingu. Analýza frekvenčního rozsahu dále ukázala dobrou shodu dominantních frekvencí mezi experimentálními, simulovanými a analytickými hodnotami danými linearizovanou teorií sloshingu.
AB — Charakterizace pohybu vesmírné pohonné hmoty v nádrži vystavené manévrům a předpovídání jejího tlumení je základním požadavkem pro úspěch vesmírných misí. V této práci hodnotíme schopnosti metody hydrodynamiky vyhlazených částic (SPH) charakterizující pohyb kapaliny. Simulace SPH se provádějí pomocí open-source kódu DualSPHysics, který využívá slabě stlačitelný předpoklad pro simulaci nestlačitelných toků. Schéma SPH ověříme tím, že ukážeme, že vypočtená mezní vrstva odpovídá analytickému řešení Stokesovy úlohy. Metodika je poté ověřena s experimentální databází s otevřeným přístupem zahrnující experimenty se sloshingem na částečně naplněných válcových nádržích vystavených horizontálnímu buzení. Předkládáme studii dvou režimů: (a) nucený, periodický režim a (b) přechodný režim, kde porovnáváme elevaci plného rozhraní kapaliny, odpovídající frekvenční obsah a mapy tlumení plného rozhraní kapaliny. Simulace jsou schopny zachytit relevantní fyziku proudění s dobrou úrovní přesnosti. Simulace zejména poměrně přesně reprodukovaly nadmořskou výšku celého volného povrchu a předpovídaly 3D tvar srpku rostoucích vlnoploch, stejně jako rychlosti tlumení při volném sloshingu. Analýza frekvenčního rozsahu dále ukázala dobrou shodu dominantních frekvencí mezi experimentálními, simulovanými a analytickými hodnotami danými linearizovanou teorií sloshingu.
KW — Modelování volného povrchu
