超高速撞击下瓦楞型Whipple防护结构 参数优化

郭家傲 杨秋足 刘小川 尹云飞 李志强

郭家傲, 杨秋足, 刘小川, 尹云飞, 李志强. 超高速撞击下瓦楞型Whipple防护结构 参数优化[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251276
引用本文: 郭家傲, 杨秋足, 刘小川, 尹云飞, 李志强. 超高速撞击下瓦楞型Whipple防护结构 参数优化[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251276
GUO Jiaao, YANG Qiuzu, LIU Xiaochuan, YIN Yunfei, LI Zhiqiang. Research on parameter optimization of corrugated Whipple protective structure under hypervelocity impact[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251276
Citation: GUO Jiaao, YANG Qiuzu, LIU Xiaochuan, YIN Yunfei, LI Zhiqiang. Research on parameter optimization of corrugated Whipple protective structure under hypervelocity impact[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251276

超高速撞击下瓦楞型Whipple防护结构 参数优化

doi: 10.11858/gywlxb.20251276

Research on parameter optimization of corrugated Whipple protective structure under hypervelocity impact

  • 摘要: 瓦楞型Whipple防护结构的几何构型是影响其防护性能的重要因素,为优化瓦楞型Whipple防护结构在超高速撞击下的防护性能,提出了一种结合有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)耦合算法与正交试验设计的综合优化方法。通过构建可靠的数值仿真模型,引入Z轴动量密度作为防护性能评价指标,系统研究瓦楞厚度、跨度与角度3个因素对防护效果的影响。正交试验结果表明,各因素影响程度依次为厚度>角度>跨度。进一步开展了双因素加密实验,并建立了二次多项式模型,获取了最优的几何参数组合,其防护性能较平板提升了33.72%。研究证实,优化后的瓦楞构型Whipple防护结构能够有效促进弹丸破碎与碎片云扩散,实现动量三维重分布,从而显著提升结构防护性能,为航天器防护设计提供理论依据与参数优化路径。

     

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  • 网络出版日期:  2026-02-12

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