高轨机动卫星液体晃动精细建模及刚液耦合非线性效应分析

项目名称： 高轨机动卫星液体晃动精细建模及刚液耦合非线性效应分析

项目编号： No.11172145

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王天舒

作者单位： 清华大学

项目金额： 68万元

中文摘要： 未来的高轨、高控制精度的卫星将具备姿态快速机动能力，此时卫星液体燃料的晃动及其与姿态运动的耦合将成为影响卫星姿态控制精度的重要因素。在传统的分析中，人们主要关注低重环境下（重力主导）卫星姿态小幅运动（小幅晃动）的液体晃动问题，对于高轨卫星而言，液体燃料的晃动涉及到表面张力效应、姿态快速机动下液体的非线性晃动及其耦合效应等方面的问题，目前研究尚未取得全面系统的成果。本项目拟采用理论分析、数值计算与实验相结合的方法，系统研究表面张力、姿态快速机动影响下的液体的非线性晃动及其耦合效应问题。建立姿态机动下含表面张力影响的液体晃动模型，深入分析液体晃动的机理，建立适用于控制系统设计的高精度等效力学模型，开展液体晃动与姿态快速机动的耦合非线性现象分析，并通过数值实验和原理性地面试验对上述研究结果进行验证。课题的研究结果将丰富充液系统动力学研究，也可直接为我国在研的某重大型号服务。

中文关键词： 液体晃动；表面张力；等效建模；姿态机动；耦合效应

英文摘要：

英文关键词： Liquid sloshing；surface tension；equivalent modeling；attitude maneuver；coupling effect