• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 外文期刊>Journal of Spacecraft and Rockets >Analytic Free-Molecular Aerodynamics for Rapid Propagation of Resident Space Objects
【24h】

Analytic Free-Molecular Aerodynamics for Rapid Propagation of Resident Space Objects

机译：解析的空气动力学原理用于快速传播驻地空间物体

获取原文
获取原文并翻译 | 示例
       
页面导航
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

摘要

Aerodynamic forces and moments are significant perturbations on low-Earth-orbiting objects, second in magnitude to the nonspherical gravity field. Traditionally, the aerodynamic perturbations are calculated using a direct simulation Monte Carlo method. Under certain assumptions, these forces and moments can be described analytically via free-molecular flow theory. Using symbolic manipulation techniques, exact expressions for the free-molecular aerodynamics of analytic shapes can be derived. In this investigation, analytic expressions for the aerodynamic force and moment coefficients of primitive and composite parametric surfaces are derived, then validated against industry-standard direct simulation Monte Carlo techniques. A framework for the rapid and accurate calculation of free-molecular aerodynamics of composite geometries based on superposition is described. This framework is applied to axisymmetric composite geometries. Results within 6% of direct simulation Monte Carlo calculations are obtained in 0.05% of the time. The analytic aerodynamics models enable rapid trajectory and uncertainty propagation for low-Earth-orbiting objects. A case study on aerodynamic perturbations of a low-Earth-orbit nanosatellite is included to demonstrate application of these analytic models. The case study shows that these derived analytical free-molecular aerodynamics produce results that are applicable to inclusion in rapid trajectory propagation tools for orbit prediction and conceptual mission design.
机译：空气动力和力矩是对低地球轨道物体的显着扰动，其大小仅次于非球形重力场。传统上，使用直接模拟蒙特卡洛方法计算空气动力学扰动。在某些假设下，这些力和力矩可以通过自由分子流动理论进行分析描述。使用符号操纵技术，可以得出解析形状的自由分子空气动力学的精确表达式。在这项研究中，推导了原始和复合参数表面的空气动力和力矩系数的解析表达式，然后针对行业标准的直接模拟蒙特卡洛技术进行了验证。描述了一种基于叠加的快速准确计算复合材料几何结构的自由分子空气动力学的框架。此框架适用于轴对称复合几何。在0.05％的时间内，可以获得直接模拟Monte Carlo计算的6％以内的结果。解析空气动力学模型可为低地球轨道物体提供快速轨迹和不确定性传播。包括一个关于低地球轨道纳米卫星的空气动力学扰动的案例研究，以证明这些分析模型的应用。案例研究表明，这些衍生的分析性自由分子空气动力学产生的结果适用于快速轨道传播工具中的轨道预测和概念性任务设计。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2018年第1期|27-36|共10页
  • 作者

    Hart Kenneth A.; Simonis Kyle R.; Steinfeldt Bradley A.; Braun Robert D.;

  • 作者单位

    Georgia Inst Technol, Daniel Guggenheim Sch Aerosp Engn, Atlanta, GA 30332 USA;

    Georgia Inst Technol, Daniel Guggenheim Sch Aerosp Engn, Atlanta, GA 30332 USA;

    Georgia Inst Technol, Daniel Guggenheim Sch Aerosp Engn, Atlanta, GA 30332 USA;

    Georgia Inst Technol, Daniel Guggenheim Sch Aerosp Engn, Atlanta, GA 30332 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

相似文献

  • 外文文献
  • 中文文献
  • 专利
获取原文

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号