The numerical simulation of liquid sloshing on board spacecraft

Veldman, Arthur; Gerrits, J.; Luppes, Roel; Helder, Joop; Vreeburg, J.P.B.

doi:10.1016/j.jcp.2006.12.020

Cited by 139 publications

(83 citation statements)

References 45 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…For example, traditional FEM cannot treat large fluid deformation very well, and mesh adjustment or rezoning can be necessary in model liquid sloshing. Traditional FDM requires special algorithms such as volume-of-fluid (VOF) [13,14] and Level Set [15] to track changing free surfaces or moving interfaces when modeling liquid sloshing.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An improved SPH method for modeling liquid sloshing dynamics

Shao

Liu

et al. 2012

Computers & Structures

219

View full text Add to dashboard Cite

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An improved SPH method for modeling liquid sloshing dynamics

Shao

Liu

et al. 2012

Computers & Structures

219

View full text Add to dashboard Cite

“…[10][11][12][13] Usually, CFD software performs well in calculating the response of liquid propellant to excitation exerted on fuel tanks. Results obtained from CFD software include many details about sloshing behavior, such as free surface motion and pressure distribution, etc., which is why the calculation takes a long time.…”

Section: )mentioning

confidence: 99%

Dynamic Influence of Propellant Sloshing Estimation Using Hybrid: Mechanical Analogy and CFD

Dong

Wang

et al. 2009

Trans. Japan Soc. Aero. S Sci.

View full text Add to dashboard Cite

Liquid propellant sloshing, which induces perturbations to dynamic behavior of spacecraft, is a serious problem. This paper proposes an approach based on equivalent mechanics theory and Computational Fluid Dynamics (CFD) technology to estimate the dynamic influence of propellant sloshing on spacecraft. A mechanical model was built by CFD technique and packed as a ''sloshing'' block utilized in the spacecraft Guidance Navigation and Control (GNC) simulation loop. The block takes the motion characteristics of the spacecraft as inputs and outputs perturbative force and torques induced by propellant sloshing. It is more convenient to utilize in analysis of the coupling effect between propellant sloshing dynamics and spacecraft GNC than CFD packages directly. A validation case is taken to validate the accuracy and the superiority of the approach. The deducing process is applied to practical cases, and the simulation results are presented to demonstrate the proposed approach is efficient in identifying the problems induced by sloshing and evaluating effectiveness of several typical schemes for suppressing sloshing.

show abstract

“…Комплекс средств включал в себя оригинальные конструкции экспериментальных стендов, методы моделирования, средства измерения и регистрации параметров течений, а также математические методы моделирования с помощью пакетов прикладных программ и численные методов решения уравнений движения жидкости [4,5].…”

Section: Introductionunclassified

“…Согласно известным условиям моделирования осесимметричных течений рассматривалось половина продольного сечения сферы [4], а гипотеза о симметричности течения относительно экваториальной плоскости резервуара [5] позволяла рассматривать течения в масштабе квадранта сферы, что увеличивало вычислительный ресурс для решения подобной задачи. Таким образом, граничные условия для рассматриваемой задачи подразумевали равенство нулю скоростей жидкости на стенках и на вертикальной оси вращения резервуара.…”

Section: Introductionunclassified

Circulations evolution in inertial flows of incompressible fluid in spherical tanks

Kovalev¹

2017

Mechanics and Advanced Technologies

View full text Add to dashboard Cite

Введение В последние десятилетия исследования поведения жидкости в полостях твердых тел имеют широкое приложение к различным транспортным перевозкам жидких грузов, например, c помощью цистерн и нефтеналивных судов-танкеров. Кроме того, весьма актуальными представляются проблемы внутренних течений жидкого топлива на борту объектов ракетной и космической техники, влияние которого может быть весьма существенным из-за отсутствия при движении объекта, например, на орбите планеты, каких-либо точек опоры. Компенсационные мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций, стабилизации траектории и режима движения объекта сопряжены с дополнительным расходом топлива, запасы которого на борту ограничены.Исследования влияния жидкости на стенки сосудов и внутренние стабилизирующие устройства в виде кольцевых и радиальных перегородок также представляются достаточно актуальными с точки зрения определения эффективности силового воздействия на внутренние течения жидкости и минимально необходимой массы конструкций. Снижение суммарной массы внутренних устройств позволяет увеличить полезную нагрузку объекта, увеличить продолжительность полета объекта и надежность управления им на орбите.Подобные задачи о внутренних течениях подразделяются на исследования в резервуарах, частично заполненных идеальной жидкостью, которые имеют наибольшее распространение в большом массиве научной информации. Второй группой задач, менее многочисленной и исследованной недостаточно полно, представляются работы, посвященные изучению поведения вязкой несжимаемой жидкости, целиком заполняющей резервуары различной геометрии [1]. Такие течения имеют вид осесимметричных вращений жидкости вокруг одной или нескольких осей симметрии резервуара и отличаются меньшими силовыми воздействиями на стенки по сравнению с частично заполненными резервуарами. Такие воздействия, как правило, представляются силами или круговыми моментами вязкого трения жидкости о стенки и динамического влияния на внутренние перегородки [2].Указанные воздействия могут являться причиной угловой неустойчивости объекта, отклонений от штатной программы полета и требуют компенсации со стороны системы стабилизации объекта. В случаях 75

show abstract

The numerical simulation of liquid sloshing on board spacecraft

Cited by 139 publications

References 45 publications

An improved SPH method for modeling liquid sloshing dynamics

An improved SPH method for modeling liquid sloshing dynamics

Dynamic Influence of Propellant Sloshing Estimation Using Hybrid: Mechanical Analogy and CFD

Circulations evolution in inertial flows of incompressible fluid in spherical tanks

Contact Info

Product

Resources

About