胡斌星, 李新国, 常武权

(1.西北工业大学 航天学院，西安 710072； 2.中国运载火箭技术研究院，北京 100076)

随着对飞行器性能要求的不断提高，飞行器自重比例逐步减小，弹性结构与其气动、控制系统的耦合问题愈发严重，箭体在飞行过程中振动特性对其动态性能影响较大，对其准确表征逐步成为新一代飞行器设计的核心技术内容之一。由于火箭和导弹的长细比较大，以往常用方法是将箭体简化为柔性梁分析；即使在有助推器的情况下，仍将助推器也视为一维梁与芯级组成空间梁系，基于特定的小偏差增量模型分析弹性振动对控制系统的影响[1]；在新一代高超声速飞行器的分析中也常以自由梁或悬臂梁建模分析与气动、推进系统的耦合关系[2]。在设计验证阶段，通常将弹体离散成若干个梁单元或弹簧-质点(站点)模型，以此为基础建立飞行器模态信息并提前装订至仿真计算机；但在实际工程应用中，由于材料、飞行器几何外形的不规则以及简化过程模型精度损失等问题的影响，过少的站点数已无法准确表达飞行器自身的弹性特性，而过多的单元数已无法满足仿真过程的实时性要求。为快速的在仿真过程中获取较精确的振动特性以便为姿态控制设计、响应分析提供参考，势必采用并行计算的方法解决[3]。一些文献提出利用OpenMP(Open Multiple Processing)或MPI(Multi Point Interface)技术提高计算速度，但OpenMP技术从理论上仅能提供当前计算机CPU核心数的最大加速性能，其受线程创建及任务分发的影响较大；……