液体火箭动特性建模分析方法及终端设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113656891A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110913857.2G06F30/25(2020.01)(22)申请日2021.08.10(71)申请人航天科工火箭技术有限公司地址431400湖北省武汉市新洲区阳逻经济开发区红岗村阳逻开发区管委会五楼504室(72)发明人周前坤兰薇薇孙康田鹏宇刘力宇宋心成梁家伟郑洪伟崔敏亮赵爽周末(74)专利代理机构北京众达德权知识产权代理有限公司11570代理人梁凯(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/23(2020.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称液体火箭动特性建模分析方法及终端设备(57)摘要本发明公开了一种液体火箭动特性建模分析方法及终端设备，其中所述方法包括：对液体火箭中的多个箭体结构进行质量分站得到a个质量分站点，获取所述液体火箭中推进剂贮箱的指标参数，根据所述指标参数对所述液体火箭进行推进剂建模，以建立获得所述推进剂的耦合质量单元；其中，所述耦合质量单元用于利用粒子群优化算法所构建的目标函数在所述推进剂贮箱中进行所述推进剂的质量分配。采用本申请，能解决现有技术中无法快速创建随时间变化的推进剂模型的技术问题。CN113656891ACN113656891A权利要求书1/2页1.一种液体火箭动特性建模分析方法，其特征在于，所述方法包括：对液体火箭中的多个箭体结构进行质量分站，得到a个质量分站点，a为正整数；获取所述液体火箭中推进剂贮箱的指标参数，所述指标参数包括所述推进剂的推进剂质量、推进剂质心、液面高度和n个目标站点的位置，所述目标站点为所述a个质量分站点中处于所述液面高度以下的任一质量分站点，n为不超过a的正整数；根据所述指标参数对所述液体火箭进行推进剂建模，以建立获得所述推进剂的耦合质量单元；其中，所述耦合质量单元用于利用粒子群优化算法所构建的目标函数在所述推进剂贮箱中进行所述推进剂的质量分配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述指标参数对所述液体火箭进行推进剂建模，以建立获得所述推进剂的耦合质量单元还包括：若所述建模后的推进剂质量质心与所述推进剂的质量质心之间的偏差值超过预设偏差值，则对所述推进剂的耦合质量单元进行迭代更新。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述指标参数对所述液体火箭进行推进剂建模，以建立获得所述推进剂的耦合质量单元包括：根据所述推进剂的液面高度和所述n个目标站点的位置，在对应质量分站点建立耦合质量单元；根据所述推进剂质量、所述推进剂质心和所述液面高度，利用粒子群优化算法构建质量分配优化的目标函数；利用所述目标函数，计算所述n个目标站点各自的推进剂质量；在所述耦合质量单元中按照所述n个目标站点各自的推进剂质量，进行相应推进剂的分配。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，objective为所述目标函数，M为所述推进剂质量，xcog为所述推进剂质心，mi为所述第i个目标站点的推进剂质量，xi为所述第i个目标站点的位置，w1为预设的质量权重，w2为预设的质心权重。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粒子群优化算法中采用的种群数目为n1S，迭代次数为n2S；其中，n1和n2为正整数，S为所述n个目标站点的推进剂质量中处于前后两端的待优化的目标站点的数量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述指标参数对所述液体火箭进行推进剂建模之前，所述对液体火箭中的多个箭体结构进行质量分站之后，所述方法还包括：根据所述液体火箭的舱段截面形状，计算舱段等效截面参数，所述舱段等效截面参数2CN113656891A权利要求书2/2页包括拉压等效截面积、弯曲等效截面惯性矩和扭矩等效截面极惯性矩；根据所述a个质量分站点和所述舱段等效截面参数进行舱段模型建立，以建立获得所述舱段的多个梁单元；其中，相邻两个所述质量分站点之间建立有b个梁单元，b为处于1至3之间的正整数。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用火箭动特性分析有限元软件对所述推进剂的耦合质量单元进行分析，得到多个所述箭体结构对应的各站点的模态信息；其中，所述模态信息包括拉压模态、弯曲模态和扭矩模态。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对每个所述箭体结构对应的各站点的模态信息进行筛选分析，以得到每个所述箭体结构的模态信息。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对每个所述箭体结构对应的各站点的模态信息进行筛选分析，以得到每个所述箭体结构的模态信息包括：将每个所述箭体结构中每个站点的模态信息拆分为沿多个自由度方向上的模态分量；对每个所述箭