第20卷第1期 2011年1月
航天器工程
SPACECRAFT ENGINEERING
Vol.20No.1
101
着陆作用下月尘激扬的三维离散元分析
陆鑫黄勇李雯.2赵溶王浚（1北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）
（2米兰理工大学机械工程系机器人技术实验室，意大利米兰20156）
摘要基于模拟月尘的细观颗粒形状，采用刚性固球单元重叠法建立了4种典型不规则模拟月尘颗粒的三维几何模型。根据月尘所处环境和颗粒间接触特性，建立了月尘离散元接触力学模型。通过三轴压缩实验离散元模拟的结果和模拟月尘的实际三轴压缩实验数据的对比，确定模拟月尘颗粒的三维离数元模型参数。采用建立的模型和获得的参数，进行了圆盘模拟体着陆作用下月尘激扬模拟。通过跟踪圆盘模拟体和月尘运动，统计分析了月尘运动特性及其漂浮分布情况，分析着陆速度和颗粒剧度的变化对月尘漂浮的影响。
关键词月面环境；模拟月尘；漂淳；离散元模型
中图分类号：V476.3
文献标志码：A
文章编号：1673-8748(2011)01-0101-08
3-DDEMAnalysisofLunarDustLevitationCharacteristics
duringLandingProgress
(1 School of Aeronautics Science and Technology, Beijing University of
Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191,China)
(2 Laboratory of Robotics,Department of Mechanics,Politecnico di Milano,Milano,20156,ltaly)
Abstract: Based on the particle shape of a simulated lunar dust, four typical types of three-dimen sional (3-D) geometric models of irregular particles are built by overlapping rigid spheres units The discrete element contact mechanics model is built according to the environment and contact characteristics of lunar dust. The discrete element model(DEM) parameters are determined by comparing the data from simulated triaxial tests and actual experiments. By using obtained model parameters, the levitation of lunar dust caused by the landing of a simulated disc body is stud-ied. By tracking the movement of the disc and lunar dust, the motion characteristics and levitating distribution of lunar dust are statistically analyzed. And the influence of the landing speed and the
change of the particle stiffness on the levitation of the dust are also discussed. Key words: lunar surface enviroments; simulated lunar dust; levitation; DEM
中不可忽视的影响因素。月尘是松散的颗粒群，在
1引言
月尘是月球环境重要的组成部分，是月球探测收稿日期：2010-09-06；修回日期：2010-10-01
基金项目：航天润清专项基金资助课题（HTRH-200902）
微流星撞击、月面明暗交界静电效应、宇航员行走、探测车行驶、探测器着陆等一定外力作用下会产生扬尘。探测器在月面着陆过程中将与月尘颗粒发生
作者简介：陆鑫（1984一），男，项士研究生，研究方向为月尘环境模拟，万方数据