以連接單元connector操作轨道运动问题的模拟（公转+自转）

Robert_Su

參考http://forum.simwe.com/thread-857795-1-1.html所做.
如動畫及附件,有需要用到連接單元的朋友們可以參考一下.

davidybear

up

FreddyMusic

这意思有点出来了，但是受限于连接单元的功能。
前半段旅程是正确的，后半段不太符合，尤其是航天器被甩出去了，然后再回来。
不过探索的精神和创意值得嘉奖！

从地球到月球的轨道建模的资料我在思考中，
并且会已一种可以被理解的方式表达出来同大家分享。

Robert_Su

呵呵,應該有一個轉換軌道點,可是因為這部份知識不足,
如果有實際的運行軌道,應該可以調整的.

FreddyMusic

彗星绕行星运动是按照牛顿定律和开普敦方程。
举例：就是月亮绕地球的运动，但区别轨道应该是椭圆而不是圆。

航天器的运动轨迹比较复杂，它不但满足以上天体力学基础上建模，
而且要遵循人为的飞行控制意图进行动态飞行。

变轨的位置指的是，航天器原来基本是绕地球飞行的，
但当飞行到某一轨迹后，原来受月球的引力已经超过了受地球的引力，
航天器开始绕月球飞行了。

shock111

你如果把轨道算好了（无论是离散的，还是解析解），贴出来，我们都可以做个出来

FreddyMusic

Okey, I meet this challenge and feed you data soon.

FreddyMusic

Look this:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Geoz_wb_en.svg


以地心为坐标中心系，假设地球静止。月亮绕地球旋转。
地球的坐标为 { 0,0,0 } , 月亮绕地球的环绕周期约 28 天。
以下是 从 2009年1月1日 开始月亮相对于地球的坐标位置。

1. 
   
2. {{3.29296*10^8,-2.24775*10^8,1.0216*10^7},{3.49759*10^8,-1.87567*10^8,1.38338*10^7},{3.66006*10^8,-1.48151*10^8,1.72846*10^7},{3.77777*10^8,-1.0697*10^8,2.05237*10^7},{3.84854*10^8,-6.45006*10^7,2.35073*10^7},{3.87063*10^8,-2.12485*10^7,2.6193*10^7},{3.84282*10^8,2.22525*10^7,2.85404*10^7},{3.76448*10^8,6.54443*10^7,3.05119*10^7},{3.63556*10^8,1.07749*10^8,3.20728*10^7},{3.45669*10^8,1.48576*10^8,3.31929*10^7},{3.22926*10^8,1.87327*10^8,3.38463*10^7},{2.9554*10^8,2.23407*10^8,3.40132*10^7},{2.63809*10^8,2.56234*10^8,3.36803*10^7},{2.2811*10^8,2.85253*10^8,3.28416*10^7},{1.88905*10^8,3.09946*10^8,3.14996*10^7},{1.46737*10^8,3.29852*10^8,2.96659*10^7},{1.02221*10^8,3.44576*10^8,2.73613*10^7},{5.60356*10^7,3.53809*10^8,2.46161*10^7},{8.91261*10^6,3.57339*10^8,2.147*10^7},{-3.83833*10^7,3.55063*10^8,1.79713*10^7},{-8.50734*10^7,3.46995*10^8,1.41762*10^7},{-1.30387*10^8,3.33266*10^8,1.01467*10^7},{-1.73584*10^8,3.14126*10^8,5.94983*10^6},{-2.13976*10^8,2.8993*10^8,1.65513*10^6},{-2.50945*10^8,2.61127*10^8,-2.66705*10^6},{-2.83954*10^8,2.28244*10^8,-6.94754*10^6},{-3.12561*10^8,1.91865*10^8,-1.11201*10^7},{-3.36418*10^8,1.52614*10^8,-1.51229*10^7},{-3.55273*10^8,1.11137*10^8,-1.88998*10^7},{-3.68968*10^8,6.80874*10^7,-2.24007*10^7},{-3.7743*10^8,2.41098*10^7,-2.55826*10^7},{-3.80667*10^8,-2.01682*10^7,-2.84093*10^7},{-3.78759*10^8,-6.4145*10^7,-3.08511*10^7},{-3.71851*10^8,-1.07252*10^8,-3.2885*10^7},{-3.60144*10^8,-1.48959*10^8,-3.44942*10^7},{-3.43885*10^8,-1.88775*10^8,-3.56672*10^7},{-3.23366*10^8,-2.26254*10^8,-3.63983*10^7},{-2.98911*10^8,-2.60989*10^8,-3.66864*10^7},{-2.70871*10^8,-2.92619*10^8,-3.65353*10^7},{-2.39623*10^8,-3.20823*10^8,-3.5953*10^7},{-2.05564*10^8,-3.45323*10^8,-3.49517*10^7},{-1.69111*10^8,-3.65878*10^8,-3.35471*10^7},{-1.30692*10^8,-3.8229*10^8,-3.17586*10^7},{-9.07523*10^7,-3.94402*10^8,-2.9609*10^7},{-4.97463*10^7,-4.02096*10^8,-2.71239*10^7},{-8.13714*10^6,-4.053*10^8,-2.43323*10^7},{3.36068*10^7,-4.03983*10^8,-2.12655*10^7},{7.50152*10^7,-3.98158*10^8,-1.79581*10^7},{1.15619*10^8,-3.87882*10^8,-1.44467*10^7},{1.54954*10^8,-3.73257*10^8,-1.07706*10^7},{1.92565*10^8,-3.5443*10^8,-6.9712*10^6},{2.28008*10^8,-3.3159*10^8,-3.09147*10^6},{2.60858*10^8,-3.04973*10^8,824011.},{2.90706*10^8,-2.74857*10^8,4.72966*10^6},{3.17171*10^8,-2.41564*10^8,8.57928*10^6}}
   
3. 
   

复制代码

以下是绘制后效果图，红点代表地球，蓝点代表月亮和其轨迹。

航天器的轨迹各位可以任意设计。

Robert_Su

FreddyMusic給的座標值太大,ABAQUS不給做,而且也不容易觀察衛星,
將距離縮小了1E5做這個題目.
這個題目用上次standard code去作會出一點問題(估計是connector的座標系統與地球,月亮及衛星的位置之間出了點問題,不想深究了,歡迎高手解答)
因此改用explicit code,也修改了connector的類型,
有興趣的朋友們看一下吧.
這個題目小弟到此打住不再做啦.

正視圖動畫如下:


顯示連接單元(connector)的動畫如下:


另一個視圖的動畫如下:


檔案如附件.

victor29235

买了
学习

6v87qe

谢谢楼主，下来学习

FreddyMusic

像多了，总体思路正确。
但是我对连杆机构能否应用于航天器轨道设计表示存有疑问。

Robert_Su

個人覺得用連桿(connector單元)只是取代數學公式而已,
使用conector同樣可以控制旋轉角度與距離,
表示方式不同,
應當可以做公式轉換.

FreddyMusic

我存有这样疑问的原因是：通常航天器是匀速运动，即速度的大小不变，（先不管速度的方向）
而在最初的连杆机构中，有突然的加速度，这种情况在实际航天器中是不太可能。（仅有当特别需要或设计时用火箭再次推动）
我不知道你能否检测质点的速度的大小，看看他们的值同时间的函数是多少？

FreddyMusic

其实航天器设计也很简单，就是最小化火箭燃料。
按照你的这种轨迹和路线，从理论上讲也能到达月球，但是不断地加速和变速会消耗很多的燃料。
而匀速运动是最省燃料的，因为燃料很贵。

我把题目再加深的理解了一下。提了个几个约束条件，以帮助审题。

1. 航天器从地球出发，到达月球。可以忽略地球直径和月球直径。（相对距离他们的值小的可怜）
  所以可以重新命题如下：航天器在某一时刻从地心出发，要求到达月心。
  要求到达月心：即指在另一时刻航天器轨迹同月心的轨迹相交，有一精确的交点。

2. 在航天器飞行的过程中受地球引力和月球引力作用。
  但是航天器可以利用燃料改变方向和改变速度的大小。

3. 最小化目标是使用的燃料最小化，即尽可能的利用地球和月球的引力场到底月球，而非背道而驰。

能把这道题解出来，也是是世界级的计算水平了。

其实我们平时用的软件和解的题目都是是商用产品的常态下设计目的。
在地球上设计个螺丝铆钉啥的，那精度不过是 0.001 mm。
有效数3-4 为足够了, 误差 3%-5% 完全可以接受。

现在看看，航天和天体的计算力学，那才是小巫见大巫。
距离是 10^9 单位公里，航天器尺寸不过是几米。
精度必须达到 只少 10 ^-12 , 否则你发射的火箭不过是颗彗星或是太空垃圾。

仅有这种情况下，推动了计算技术和计算精度，向更深更广的领域挖掘潜能，探索未知。

感慨感慨！

FreddyMusic

Here is an interesting book. There is nothing impossible, unless we commit.

http://rapidshare.com/files/5934 ... ce_Engineering_.pdf

tangx99999

用连杆约束，几何上是像了，有物理意义吗？

slaon

很厉害。

simwelz

。。学习一下爱。。。

442442

我的6.5-1导入不进去，等装上6.8试试