著陸仿真的案例
基于RADIOSS 的空投裝備高海拔地區空投著陸過程仿真
文中建立裝備-氣囊有限元模型，并采用 RADIOSS 求解器對空投裝備的高海拔地區空投
著陸過程進行仿真求解。針對高海拔地區空投過程中存在的問題進行了分析，給出了高海拔地區空
投問題的發生機理，并提出解決方案。
洪煌杰_基于RADIOSS的空投裝備高海拔地區空投著陸過程仿真.pdf
設計仿真 | 復合材料微型無人機著陸過程中的低速沖擊分析
土耳其航空航天工業/中東技術大學在這項研究中，通過使用 MSC Dytran 的顯式有限元分析，研究了無人駕駛微型飛行器對土壤和剛性地面的低速沖擊的腹部著陸。
MSC Dytran
簡 介
在這項研究中，通過使用 MSC Dytran 的顯式有限元分析，研究了無人駕駛微型飛行器對土壤和剛性地面的低速沖擊的腹部著陸。微型無人機在其腹部降落在礫石、瀝青、水泥、草地和硬土上時，由于陣風等人無法控制的原因，在著陸過程中可能會受到低速沖擊。因此，該研究的主要目的是研究低速沖擊載荷對飛行器結構的影響，并為設計過程做出貢獻。分別針對機身和機身-機翼組合有無內部加強件進行了微型無人機的低速沖擊分析，并檢查了向分析模型添加不同子結構的效果。通過顯式有限元分析，確定了實際飛行試驗中機身與后尾梁之間因硬著陸而經常出現的、事先無法預測的損傷區。通過顯式有限元分析確定特定失效區域為改進設計提供了有價值的信息。
腹部著陸時的微型無人機
下圖顯示了腹部著陸時的微型無人機和損壞區域的位置以及硬著陸時經歷的實際故障。
展開 案例分享 | 柔性起落架虛擬測試模型的快速開發
圖 4: Adams著陸仿真模型
圖 5: 著陸時的機翼變形與剛性模型（藍色）
最后，飛機即將著陸之前處于力平衡狀態，此時升力等于重力。
盡管起降撞擊產生的氣動彈性效應可能會對空氣動力產生較小的影響，但恒定升力假設依舊有效，并且根據條例是允許的。
這些準則現在足以在Adams中搭建多體動力學模型。初始條件，包括重量、俯仰角以及前進和下降速度，根據《航空條例》的規定，并形成分析案例?，F在可以對如圖4所示的模型進行仿真，以進行著陸載荷分析。
機身柔韌性影響
垂直起落架負載
為了考量機身柔性化對著陸載荷的影響，使用完全剛性和完全柔性的飛機模型在最大著陸重量工況下上進行了仿真。
此兩模型在主起落架附
著點的模擬垂直力繪制在圖6中。
從圖中可以看出，機身柔性化降低了初始峰值載荷。
在圖7中可以看到，由于著陸沖擊導致結構的明顯彎曲，導致瞬時
力的變化。
展開 NASA“洞察號”成功著陸火星，仿真帶你了解探測器中的通訊天線
火星著陸器將負責收集溫度和熱流等表面數據，幫助科學家更深入地了解火星巖石的形成過程。這個項目大膽地將螺旋天線應用到了一個它從未涉足的地方：火星。在各種負責測量與傳輸信息的儀器中，著陸器配備有 UHF 螺旋天線，用于與軌道中繼航天器進行通信。
InSight Mars 著陸器的繪畫。圖片來自 NASA/JPL-Caltech。圖片版權屬于美國公有領域，通過 Wikimedia Commons 分享。
許多部署在基礎通信系統中的天線都是線極化，這意味著就電場方向而言，極化被限制在了單個平面上。圓極化螺旋天線的電場方向可以發生旋轉，因為波的極化會在傳播過程中發生變化，例如螺旋天線能夠在軸向工作模式中產生圓極化波。RF 仿真可用于優化螺旋天線設計。
螺旋式增長：越來越多的螺旋天線應用
螺旋天線以其螺旋幾何形狀命名，它由一根或多根纏繞成螺旋狀的導線構成。因其特殊形狀，螺旋天線能夠發射圓極化場。螺旋天線設計簡單，但功能強大，應用豐富，例如智能植入裝置及其他 RFID 設備使用了極小型天線。
大型螺旋天線常用于無線電、GPS 和彈道導彈系統，以及與繞地球和月球軌道運行的衛星與太空探測器之間的外太空通信。
衛星通信系統中的螺旋天線。圖片版權屬于美國公有領域，通過 Wikimedia Commons 分享。
為了優化上述應用中的螺旋天線設計，我們需要了解它們的工作模式。RF 仿真能夠勝任這一任務。
螺旋天線：兩種工作模式
我們為螺旋天線添加了兩個臂（導線），以便解釋它的兩種主要工作模式：
法向
軸向
與單極天線類似的是，法向模螺旋天線也是線極化，但由于后者呈螺旋形，因此相對更短且更緊湊。如果螺旋的周長明顯小于波長，螺距明顯小于四分之一波長，我們將它歸類為法向模螺旋天線。
展開 
HyperWorks助力太空載人艙水上安全著陸
行業：航空航天
挑戰：太空載人艙水上著陸仿真分析
Altair 解決方案：將HyperWorks引入航空傳感器 研發流程中，利用 HyperMesh 讀入各種 CAD 模型，建立適應 各類仿真分析的有限元模型。
優點：增強了仿真的可信度 ；提升著陸系統的安全性
背景介紹
當美國國家宇航局 NASA 恢復發送宇航員進入宇宙時，確定了宇航員將搭乘獵 戶座太空載人艙返回地球，它的外觀與大家熟悉的阿波羅太空艙相似，當它隨著明 亮的橙色和白色降落傘著陸在太平洋時吸引了全世界的目光。NASA 指出，獵戶座 是專為深入太空執行長時間任務而進行的全新設計，具備新的生命支持系統、推進 器、熱防護和宇航電子系統。
美國宇航局工程與安全中心（NESC）積極參與此項目，幫助NASA進行增值服務，避免可能潛在的問題，NESC進行獨立物理測試、分析和風險評估，以確保系統安全和任務成功。
挑戰
獵戶座太空艙在水上著陸是一個非常復雜和多變的過程，艙體結構和子結構上承受了復雜的動態載荷，如熱防護、大氣和水環境等。為了維持飛船的結構完整性和提升宇航員的安全，需要更清楚地了解在水面著陸時產生的各種動態載荷。
建立此過程的計算機仿真模型是十分復雜的，特別是與很多仿真輸入變量，如網格密度、邊界條件和接觸面等密切相關，這些變量對仿真結果的準確度會有很大的影響。為了保證仿真可以盡可能準確地反映真實性，物理測試數據是十分必要的，可用于有限元模型的相關性分析及對標，一旦工程師肯定了物理模型和虛擬仿真模型具備很好的相關性，他們可以放心地使用有限元模型作為預測工具分析水上著陸 過程及優化結構設計。
展開 LS-DYNA
幾篇ANSYS和LS-DYNA仿真期刊文章
_基于ANSYS%2FLS-DYNA的產品跌落仿真.pdf
_基于ANSYS%2FLS-DYNA的包裝件跌落仿真分析.pdf
基于ANSYS_LS_DYNA的新型著陸緩沖氣囊仿真分析.pdf
《翻箱倒柜》---氣囊案例匯總帖Second
在氣囊的耐撞性沖擊研究中，我們將采用非線性有限元軟件LS-DYNA對單室氣囊和氣囊式火星軟著陸過程進行仿真分析。為了計算緩沖過程中不同時刻的氣囊的壓力、體積和溫度等熱力學參數，我們選用LS-DYNA的控制體積算法進行計算。在LS-DYNA的氣囊控制體積算法中有
在軟著陸過程中，氣囊織物在高壓氣流充脹下產生的變形都為大變形，雖然應變比較小，但位移很大。這時平衡條件應如實地建立在變形后的位移上，以考慮變形對平衡的影響。同時應變表達式與小變形分析相比也應包括位移的二次項。這樣一來，平衡方程和幾何關系都由小變形中的線性變成了非線性。相關知識可參考大變形理論。
展開 安全氣囊理論知識
#氣囊有限元模型理論
在氣囊的耐撞性沖擊研究中，我們將采用非線性有限元軟件LS-DYNA對單室氣囊和氣囊式火星軟著陸過程進行仿真分析。為了計算緩沖過程中不同時刻的氣囊的壓力、體積和溫度等熱力學參數，我們選用LS-DYNA的控制體積算法進行計算。在LS-DYNA的氣囊控制體積算法中有
在軟著陸過程中，氣囊織物在高壓氣流充脹下產生的變形都為大變形，雖然應變比較小，但位移很大。這時平衡條件應如實地建立在變形后的位移上，以考慮變形對平衡的影響。同時應變表達式與小變形分析相比也應包括位移的二次項。這樣一來，平衡方程和幾何關系都由小變形中的線性變成了非線性。相關知識可參考大變形理論。
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微信公眾號：名稱：“DR有限元”
號碼：“hello_cae”
展開 航天CAE ——最初和最終的科技前沿…
“用編程和程序方式仿真月球著陸與上升飛行器的著陸動力學”，S.V. Borzykh、V.V. Voronin，空間科學與技術，2018 年第 2 期（21）
18. “月球溫室模塊的展開結構設計”，V. Vrakking，代爾夫特理工大學碩士論文，荷蘭，2014 年
19. “CubeSat 推進系統造成的動態不穩定性”，T. J.
NASA眼中CFD的未來（5）知識提取
Taflin, "Visualizing a Trillion-Cell Simulated CFD Solution on an Engineering Workstation," in AIAA Fluid Dynamics Conference, AIAA 2018-3725. 2018
文章來源：基算仿真
北航蔡國飆教授團隊：真空羽流智能化計算 | 航空學報
在數據預處理中，真空羽流仿真模型中的幾何拓撲信息被抽象為符號距離函數（Signed Distance Function, SDF），邊界條件信息被抽象為標識符矩陣（Identifier Matrix, IM）；SDF和IM共同作為訓練集的輸入；由DSMC數值模擬得到的真空羽流速度場（三個）和密度場作為訓練集的輸出；測試集為未參與訓練的DSMC數值模擬算例，用于驗證CNN-DSMC方法的準確性。在完成訓練之后，就得到了真空羽流智能計算模型
式中，
V
和
ρ
分別為真空羽流速度矢量和密度；
D
和
M
分別代表符號距離函數和標識符矩陣。
圖1 CNN-DSMC方法計算流程
真空羽流數值模擬模型
本文研究的月面著陸過程羽流仿真所采用的計算域如圖 2(a)所示。除了月面，計算域的其余五個邊界均設置為開放邊界。月面和月球探測器表面設置為固體邊界，熱適應系數設置為1.0。所有邊界的溫度設置為300 K，粒子與邊界相互作用模型使用Maxwell模型。DSMC數值模擬的時間步長設置為 10-7s。定義月球探測器足墊到月面的距離為h，且以h = 10 m為界限區分羽流智能計算的近場模型和遠場模型。在近場情況下，由于計算域范圍較小且流場更為復雜，應用CNN-DSMC方法對全局羽流流場進行訓練；在遠場情況下，由于流場結構更簡單，且計算域范圍較大，因此截取月面上方6 m處的流場用于CNN-DSMC訓練，如圖 2(b)所示。
圖2 月球探測器月面著陸過程真空羽流計算設置
卷積神經網絡
CNN-DSMC方法中使用的整體網絡結構如圖 3所示。該網絡由1個編碼器和2個解碼器組成，其中每個編碼器（解碼器）都由7個（反）卷積塊組成。
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關于中國工業軟件技術創新與應用發展的思考
六、所幸有布局，技術已驗證
十一.五以來，科技部863先進制造領域及時把握了國際數字化設計領域技術創新發展趨勢，及時布局開展了多領域物理統一建模語言Modelica基礎理論和共性技術研究，在基礎理論方法及使能技術方面取得較全面的突破，形成的研究成果在航空航天等領域的重點型號工程，如中國空間站全系統功能樣機、嫦娥5號電總體設計及仿真、航天液體動力系統、大型民用飛機著陸及飛控系統仿真等，得到初步驗證。
由于國家及時布局，我國目前已成為全面掌握多領域物理統一建模語言Modelica規范及技術體系的原創國，在基于模型的基礎理論方法和軟件實現方面目前處于國際先進水平（從跟跑進入并跑），但在形成全面的工業能力方面危機與機遇并存。
七、建議與構想
基于統一模型規范的全系統建模、分析、仿真優化及軟件自動生成技術是國際智能系統與產品研發技術的重要創新方向。中國必須有所作為。
目前商用的“分科而制”單領域建模分析軟件工具90%以上為國外掌控，其發展積淀長達數十年，如果我們仍然以傳統方式追趕，可以說中國工業應用軟件機會渺茫。
多領域物理統一建模理論方法與技術所創造的知識自動化技術體系創新了工業軟件生成方式，在技術上形成了后發優勢，可形成“一張白紙可以畫出最新、最美的圖畫”的態勢，是我國自主可控的高端分析建模技術和工業應用軟件創新發展難得的機遇。
誰掌控了多領域物理統一建模技術，誰就掌握了未來復雜工業軟件技術的發展權和主動權，如果我們遲疑、懈怠，必將喪失掌控高端工業軟件基礎核心技術發展權，導致不堪的后果。
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