کاربرد مدل پاندول ساده به منظور اعمال دینامیک تلاطم سیال در شبیه‌سازی شش درجه آزادی پرواز ماهواره‌بر

نویسندگان

1 پژوهشگاه فضایی ایران

2 صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

در این مقاله، معادلات کوپل‌شده جسم صلب- تلاطم سیال- الاستیسیته برای پرواز شش درجه آزادی ماهواره‌برها توسعه داده شده است. معادلات حرکت به کمک معادلات لاگرانژ در دستگاه شبه مختصات و همچنین در دستگاه مختصات اینرسی استخراج شده‌اند. مدل پاندول ساده برای حرکت صفحه‌ای به منظور مدل کردن دینامیک تلاطم سیال در پرواز شش درجه آزادی گسترش داده شده و تغییر شکل‌های الاستیک بر اساس مختصات مودال نسبت به مختصات میانی ارائه شدند و نیز نشان داده شده است که این مدل با مدل ساده‌تر حرکت صفحه‌ای که در مطالعات پیشین توسعه یافته است، سازگاری دارد. مدل دینامیکی پیشنهاد شده در کنار مدل‌های لازم برای سایر زیرسیستم‌ها در برنامة متلب/ سیمولینک با موفقیت برای شبیه‌سازی حرکت شش درجه آزادی ماهواره‌برها به کار گرفته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of the Simple Pendulum Model to Incorporate Propellant Slosh Dynamics in 6-DoF Launcher Flight

نویسندگان [English]

  • احسان امانی
  • محمد ابراهیمی 1
  • جعفر روشنی یان 2
چکیده [English]

The coupled rigid-body/slosh/elasticity dynamics equations are developed for 6-DoF flight of launchers. The equations of motion are derived by means of Lagrange’s equations in terms of quasi-coordinates and alternatively in the inertial frame. The simple pendulum model for planar motion is extended to model slosh dynamics in 6-DoF flight and the elastic motion is represented in terms of modal displacement coordinates relative to the elastic mean axes system. It is shown that this model is consistent with the simpler model for planar motion which has been developed in previous studies. The proposed dynamics model is incorporated in conjunction with the models for the other subsystems in a MATLAB/Simulink program to simulate 6-DoF flight of launchers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • slosh
  • launcher
  • liquid propellant tank
  • equations of motion
  • 6 DOF