月面环境发动机羽流冲击力效应模拟计算

上海交通大学学报（自然版） ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (08): 1310-1314.

月面环境发动机羽流冲击力效应模拟计算

严立,王平阳,欧阳华

（上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240）

收稿日期:2012-03-09 出版日期:2012-08-31 发布日期:2012-08-31
基金资助:
上海交通大学研究生创新能力培养专项基金

Simulation of Plume Impingement Effects in the Lunar Lander Environment

YAN Li, WANG Ping-Yang, 欧Yang-Hua

（School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200240, China）

Received:2012-03-09 Online:2012-08-31 Published:2012-08-31

摘要/Abstract

摘要： 用计算流体力学/直接模拟蒙特卡洛（CFD/DSMC）的混合方法建立了火箭发动机羽流与固面之间相互作用的流场计算模型，通过与实验和模拟数据的比较，验证了该模型的正确性.将CFD/DSMC混合方法运用到月球探测器着陆过程中，发动机羽流对缓冲机构、月面的冲击力效应作用进行计算.结果表明，在着陆过程中，缓冲机构支架表面受到的最大压强为110 Pa；月面最大压力为2 kPa左右.计算结果为探测器的设计提供参考，并为分析月尘运动及月尘污染打下基础.

关键词: 月球着落器, 发动机, 羽流冲击, 力效应, 计算流体力学

Abstract: A calculation model of the interaction between rocket plume and moon surface was built using hybrid CFD/DSMC method. The correction of the model is achieved through comparing the results with other experimental data and simulation results. The comparison shows that the results are in good agreement and the model is credible. The plume of rocket coupled with moon surface and buffer structure was simulated, and the plume impingement effects on buffer structure and moon were analyzed. The results show that the maximum pressure is 110 Pa on buffer structure, and the maximum pressure on moon surface is 2 kPa. The force effect on buffer structure provides guides for design. Surface stress effect analysis is the foundation of lunar dust motion and pollution.

Key words: lunar lander, engine, plume impingement, force effect, computationl fluid dynamics

中图分类号:

V 434

严立, 王平阳, 欧阳华. 月面环境发动机羽流冲击力效应模拟计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(08): 1310-1314.

YAN Li, WANG Ping-Yang, 欧Yang-Hua . Simulation of Plume Impingement Effects in the Lunar Lander Environment[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2012, 46(08): 1310-1314.

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