胡晓军，完颜振海，梁 磊，李 妍，杨 亮

运载火箭热分离仿真参数化建模及动网格技术研究

胡晓军，完颜振海，梁 磊，李 妍，杨 亮

（北京宇航系统工程研究所，北京，100076）

针对多级火箭级间热分离过程的特点，提出了三维模型参数化建模及分离仿真过程中的动网格技术。通过提取级间分离模型的主要设计参数变量，在此基础上构建参数化网格模型，使得仿真模型能够适应设计变量变化，从而实现自动化快速建模，同时在仿真过程中采用弹簧近似光滑法和局部重新划分法的动网格技术，实现了动态分离过程仿真并对仿真结果进行了分析。

热分离仿真；参数化建模；非定常计算流体动力学；动网格技术

0 引 言

在运载火箭研制过程中分离技术十分重要，分离技术涉及到火箭外形选择与布局、总体参数选择、动力系统设计、弹道设计、姿态控制设计和弹体结构设计等方面，是现代火箭总体设计和发射的关键技术之一。根据运载火箭各级之间的分离动力不同，可分为2种方式：a）冷分离，也叫自由分离，指依靠分离弹簧等辅助动力或自身的重力和气动力实现分离；b）热分离，指分离动力来自于火箭继续飞行上面级的发动机。火箭级间分离的研究表明，级间热分离具有改善和提高继续飞行级的稳定性、可操作性等特点而被广泛应用于运载火箭上。热分离过程可以分为发动机点火建压、连接螺栓剪断或爆炸、下面级分离 3个阶段，虽然整个过程时间短，但物理现象极为复杂。……