Tin Khoa học - Công nghệ trong nước

Nghiên cứu và phát triển phần mềm tích hợp tính toán và mô phỏng dao động, độ bền, ổn định và nhiệt của kết cấu trong thiết kế và chế tạo vệ tinh nhỏ trên quỹ đạo thấp

.

Trong khuôn khổ "Chương trình Khoa học và Công nghệ độc lập cấp nhà nước về Công nghệ Vũ trụ, giai đoạn 2012-2015", đề tài "Nghiên cứu và phát triển phần mềm tích hợp để tính toán và mô phỏng dao động, độ bền, ổn định và nhiệt của kết cấu trong thiết kế và chế tạo vệ tinh nhỏ trên quỹ đạo thấp", mã số VT/CB-02/12-15 do Ths. Nguyễn Như Hiếu, Viện Cơ học làm chủ nhiệm đề tài, được thực hiện với hai mục tiêu chính là: Nghiên cứu, phát hiện tính chất dao động, tính chất ổn định, đánh giá độ bền của kết cấu vệ tinh dưới tác động của các yếu tố nhiệt và kích động ngoài. Các tính chất này sẽ giúp tìm ra các biện pháp giảm dao động, giảm thiểu các yếu tố có hại tác động lên vệ tinh, tăng cường tính ổn định và độ bền. Đề tài đã phát triển phần mềm tích hợp (dựa trên các công nghệ mô phỏng kỹ thuật tiên tiến kết hợp với các lý thuyết tính toán hiện đại) nhằm giải quyết các bài toán chuyên dụng đặt ra trong quá trình tính toán thiết kế kết cấu vệ tinh.

Hướng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng; Đề tài đã đạt được một số kết quả chính sau:

Nghiên cứu các tính chất về dao động, độ bền và ổn định của kết cấu vệ tinh

Nghiên cứu về mặt lý thuyết một cách có hệ thống các bài toán liên quan đến dao động, độ bền và ổn định của kết cấu vệ tinh. Trong bài toán dao động, các phân tích tần số, phân tích dạng riêng, các đặc tính dao động của kết cấu vệ tinh khi nó chịu tác động của các tải trọng khác nhau (tải tuần hoàn hoặc ngẫu nhiên) được nghiên cứu chi tiết. Các tính toán bền và ổn định của kết cấu được trình bày trong trường hợp vệ tinh chịu tác động của các tải tựa tĩnh và tải trọng động sinh ra trong quá trình vận chuyển và phóng vệ tinh. Với những tải trọng này, các tính toán chỉ ra rằng một số tiêu chuẩn về dao động, độ bền và ổn định của vệ tinh được đảm bảo.

Nghiên cứu tính chất nhiệt của kết cấu vệ tinh

Dựa trên những phương pháp giải tích và phương pháp số hiện đại, đề tài giải quyết một số vấn đề về quy luật ứng xử nhiệt của kết cấu vệ tinh trên quỹ đạo thấp của Trái đất. Tính toán nhiệt dựa trên mô hình hệ nhiều nút thu được từ quá trình rời rạc hóa kết cấu vệ tinh trên cơ sở phương pháp sai phân hữu hạn và phương trình cân bằng năng lượng nhiệt. Có hai tương tác nhiệt chủ yếu trong phân tích nhiệt vệ tinh là dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt. Kết quả tính toán nhiệt có độ tin cậy và độ chính xác cao (từ việc so sánh giữa các cách tiếp cận tính toán khác nhau).

Xây dựng các mô hình vệ tinh có kết cấu phức tạp

Đề tài thực hiện xây dựng hai mô hình kết cấu vệ tinh để phục vụ tính toán số và đánh giá kết quả. Một mô hình vệ tinh được xây dựng theo mẫu của vệ tinh Ai Cập, một mô hình theo mẫu vệ tinh VNREDSat-1.

Phần mềm tích hợp tính toán và mô phỏng dao động, độ bền, ổn định và nhiệt của kết cấu trong thiết kế và chế tạo vệ tinh nhỏ trên quỹ đạo thấp.

Đề tài đã xây dựng được một phần mềm tích hợp để tính toán kết cấu vệ tinh dựa trên môi trường phần mềm ANSYS Workbench có kết hợp với các phần mềm khác như SolidWork, Matlab, C#.  Giao diện chính trong tính toán kết cấu (dao động, độ bền và ổn định) và tính toán nhiệt cho vệ tinh.

nhuhieu3

Giao diện chính trong tính toán kết cấu vệ tinh

nhuhieu.2

Giao diện chính trong tính toán nhiệt cho vệ tinh

Tính toán mẫu cho một mô hình vệ tinh lựa chọn: Đề tài đã tính toán cụ thể cho vệ tinh lựa chọn là vệ tinh theo mô hình VNREDSat-1 về độ bền, dao động, ổn định và nhiệt. Kết quả thu được cho thấy phù hợp về mặt định tính và định lượng.

Đề tài đã được Hội đồng Khoa học và Công nghệ cấp Nhà nước đánh giá đạt loại Khá tại phiên họp nghiệm thu sáng ngày 08/09/2016.

Nguồn tin: ThS. Nguyễn Như Hiếu, Chủ nhiệm đề tài VT/CB-02/12-15
Xử lý tin: Thanh Hà

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".