基于ALE方法的重装空投降落伞充气过程研究

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采用任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)有限元方法对某型重装空投降落伞的充气过程进行数值模拟。为了得到更贴近真实的降落伞开伞情况,采用有限质量充气方法且考虑织物透气性。通过分析计算得到的流固耦合作用下空投降落伞的运动轨迹、位移及速度曲线等结果,发现空投过程中降落伞的运动状态由抛物运动向往复回摆运动转变,这与空投试验相吻合;充气过程中伞衣外形变化和流场速度等结果表明,伞衣周围气流在伞结构的作用下被加速,产生附加质量力,出现尾流再附现象,从而造成伞衣塌陷;伞衣充气过载及表面应力的数值结果则显示出,由于收口绳的存在,充气过载存在两次峰值,且在收口绳失效后,大量空气涌入使得伞衣表面应力急剧增大,褶皱区域出现应力集中现象。仿真计算得到的结论对重装空投降落伞的研制以及实际作业具有一定指导意义。
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