• Title of article

    Simulation of Strap-on Boosters Separation in the Atmosphere

  • Author/Authors

    Jafari, M Department of New Technologies Engineering - Shahid Beheshti University, Tehran, Iran , Toloei, A Department of New Technologies Engineering - Shahid Beheshti University, Tehran, Iran , Ghasemlu, S Space Research Institute, Tehran, Iran , Parhizkar, H Space Research Institute, Tehran, Iran

  • Pages
    8
  • From page
    164
  • To page
    171
  • Abstract
    A numerical dynamic-aerodynamic interface for simulating the separation dy­n­a­m­ic­s of co­n­­s­t­r­a­i­ned strap-on boosters jettisoned in the atmosphere is presented. A 6-DOF multi body dynamic solver ،using Constraint For­ce Equation Methodology is coupled with a numerical time dependent Euler flow solver. An automatic dyna­m­i­­c mesh updating proc­e­d­ure is employed using smoothing and local remeshing technique in respect of bodies motion during separation. This interface can simulate multi body se­p­a­r­a­tion problems such as strap-on boosters separation as a result of full separation mechanisms like springs, thrusters, joints and so on, interaction with aerodynamic effects .The flow solver is validated by the Titan-IV launch vehicle experimental data. The full separation integration is used for a typical launch vehicle with two strap-on boosters using spring ejector mech­an­ism and sp­h­e­r­i­c­al constraint joints acting in the dense atmosphere. Hence the aim of presented interface is to facilitate integration of complicated separation mechanisms simulation with a full numerical CFD aerody­n­a­m­ic solver.
  • Farsi abstract
    در مقاله حاضر يك كد نرم افزاري واسط براي شبيه سازي همزمان ديناميك و آيروديناميك بوسترهاي جانبي مقيد، از ماهواره­ بر در جو غليظ ارائه گرديده است. به اين منظور، يك حل­گر شش درجه آزادي ديناميك چند جسمي، با استفاده از متد معادله نيروي قيد، به يك حلگر عددي وابسته به زمان جريان اويلر كوپل شده است. در اين شبيه سازي، از يك روش به روز رساني شبكه متحرك به كمك روش هموارسازي فنري و تجديد شبكه موضعي، براي تطبيق حركت جسم در ميدان محاسباتي گسسته، به صورت خودكار استفاده شده است. كد واسط ارائه شده در اين مقاله، قادر به شبيه سازي جدايش چند جسم با مدل سازي كامل مكانيزم هاي جدايش مانند فنرهاي جدايش، تراسترها، مفاصل و غيره در حضور اثرات آيروديناميك جريان مي­باشد. حل­گر جريان با كمك نتايج تست تونل باد بر روي ماهواره­ بر تيتان4 صحت سنجي شده و بيانگر دقت مناسب آن مي­باشد. در پايان، شبيه سازي جدايش براي يك ماهواره­ بر نمونه با دو بوستر جانبي و با بكارگيري سيستم جدايش فنري و اتصالات مفصلي در اتمسفر غليظ ارائه شده است. بنابراين، ويژگي كد واسط ارائه شده در اين تحقيق را مي­توان امكان شبيه­ سازي همزمان مكانيزم ­هاي پيچيده ديناميك جدايش در حضور آيروديناميك عددي ناپايا، دانست.
  • Keywords
    numerical dynamic-aerodynamic interface , strap-on boosters separation , 6-DOF multi body dynamic solver , Constraint For­ce Equation Methodology , numerical time dependent Euler flow solver
  • Journal title
    Astroparticle Physics
  • Serial Year
    2015
  • Record number

    2406966