شبیه سازی جدایش بوسترهای جانبی از ماهواره بر در جو غلیظ

در این مقاله یک کد نرم افزاری برای شبیه سازی همزمان دینامیک و آیرودینامیک بوسترهای جانبی مقید، از ماهواره بر ارائه گردیده است. این کد، شامل یک محیط اصلی می باشد که دو زیرسیستم  دینامیک و آیرودینامیک را به صورت همزمان به یکدیگر متصل می کند. قسمت اول شامل یک حل کننده‌ شش درجه آزادی دینامیک چند جسمی و قسمت دوم  حاوی یک حل کننده عددی وابسته به زمان جریان اولر می باشد که  از یک الگوریتم به روز رسانی شبکه متحرک برای تطبیق حرکت جسم در میدان محاسباتی گسسته، به صورت خودکار استفاده می کند. نحوه ارتباط دو حل کننده دینامیک و آیرودینامیک به گونه ای است که نرم افزار تولیدی قابلیت شبیه سازی جدایش چند جسم را با مدل سازی کامل مکانیزم های جدایش مانند فنرهای جدایش، تراسترها، مفاصل و غیره در حضور اثرات آیرودینامیک جریان دارا می باشد. تحلیل گر جریان با کمک نتایج تست تونل باد بر روی ماهواره بر تیتان4 صحت سنجی شده و بیانگر دقت آن می باشد. در پایان، شبیه سازی جدایش برای یک ماهواره بر نمونه با دو بوستر جانبی و با به کارگیری سیستم جدایش فنری و اتصالات مفصلی در اتمسفر غلیظ ارائه شده است. ویژگی روش ارائه شده در این تحقیق، امکان مدل سازی دقیق مکانیزم های دینامیک جدایش در حضور آیرودینامیک ناپایا، می باشد.این امر که به عنوان نمونه، با مدل سازی مفاصل و جدایش آنها در حضور آیرودینامیک ناپایا به اثبات رسیده، از نوآوری های کار حاضر می باشد.

Simulation of Strap On Boosters Separation in the Dense Atmosphere

A numerical dynamic aerodynamic interface code for the separation dynamics simulation of constra in ed strap on boosters jettisoned in the atmosphere is presented. This code includes a main environme nt which connects both dynamic and aerodynamic subsystems together at one time. The first part, consists of a 6 DOF multi body dynamic solver and the second part, contains a numeric al aerodynamic flow solver, which is automatically used the dynamic mesh updating algorithm for adaption of the body motion in the discrete computa tion al field. The  relationship between dynamic  and  aero dyn a m i c solver is such that the resultant separation software, can simulates mult i  body separation with complete mechanisms such as springs  separation, Thrusters, joints, etc, in the presence of the  aero dyna mic effects. The flow solver is validated by the Titan IV launch vehicle experimental data. After all, this method is used in simulation of strap on booster separation for a typical launch vehicle with use of spring separation system and constraint joints in presence of aerodynamic effects and without them. Hence the aim of presented interface is to facilitate integration of complicated separation mechanisms simulation with a full numerical CFD aerody n a m ic solver.