2020年12月17日1时59分，由我国自主研制的嫦娥五号的返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。

这是人类探月历史60年来由中国人书写的又一壮举，也是人类时隔44年再次从月球带回月壤，标志着我国探月工程取得了圆满胜利！

回顾嫦娥五号的探月之旅，一路走来不容易。

嫦娥五号任务作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，为“绕、落、回” 三步走发展战略画上一个圆满的句号。仿真软件在飞行器材料与结构设计、轨道模拟、电磁分析等方面发挥了至关重要的作用。

Altair 航天工业解决方案与应用

Altair公司在CAE建模、可视化、有限元分析、结构优化和流程自动化等领域始终站在技术的最前沿，为全球客户提供最先进的产品工程解决方案。

近二十年来，Altair 致力于应对航天工业的最新发展趋势和挑战，以其创新平台技术 Altair 仿真系列软件帮助波音、NASA、洛克西德马丁、EADS等公司取得了大量前所未有的工程成果。

Altair目前在航天工业仿真方面可应用的技术包括：

· 建模与可视化

· 流程自动化

· 复合材料

· 增材制造

· 工业造型与设计

· 系统仿真

· 结构刚强度分析

· 结构振动分析

· 疲劳耐久

· 多体动力学

· 碰撞安全与冲击

· 计算流体力学

· 高频和低频电磁仿真

· 结构优化

· 多学科优化

· 制造工艺仿真

· 多物理场耦合

· 数据分析

Altair解决方案在下列领域具有技术优势：

• 航天器有限元建模与可视化
• 航天器结构分析
• 航天器结构优化减重
• 航天器碰撞与冲击仿真
• 航天器多体动力学分析及优化
• 航天器复合材料设计、分析及优化
• 航天器增材制造与3D打印
• 航天器电磁分析

Altair Radioss™求解器实现降落伞展开和返回器着陆过程仿真

嫦娥五号返回器以第一宇宙速度进入大气层，在距离地面较近时打开降落伞减速，于内蒙古四子王旗着陆场预定地点进行着陆。

Altair Radioss 求解器具有以下优势，可以实现降落伞展开和返回器着陆过程仿真：

Altair HyperWorks™ v2020.1 更新了强大的气囊折叠模块，可实现降落伞柔性体仿真折叠，仿真低速、亚音速、超音速降落伞展开；

C9单兵降落伞低速展开

提供多域求解技术：求解计算效率加速比10倍以上，最大可达到~19倍计算加速。

Radioss 求解器提供 LAW151 基于有限体积法的多相多物质材料本构，避免有限元算法流固耦合分析的能量和质量误差；

革新了流固耦合接触算法：流固耦合计算误差<20%，计算精度行业领先；

匹配高性能动网格技术：可实现一维空投、二维空投仿真；

二维动网格技术

返回舱入水工况参数对冲击特性的影响分析

航天工程大学士官学校的李建阳老师基于 Radioss 实现了返回舱入水工况参数对冲击特性的影响分析。通过对不同入水工况的有限元模拟，分析入水垂直速度和入水角度对冲击特性的影响。

舱体-流体有限元模型

几个典型时刻水体压力云图

舱体不同入水角度示意图

不同入水角度舱体入水冲击特性曲线对比

结果表明建立的舱体-流体有限元模型能够有效模拟舱体入水过程，舱体冲击加速度峰值与入水垂直速度成正比，舱体以一定角度入水能够降低入水过程的冲击加速度。

研究结果可以为新型舱体的结构设计和入水冲击试验提供指导，从而减少试验次数、缩短开发周期。

总结 

Radioss 求解器应用场景广泛，在流固耦合接触（FSI）、多域求解、气囊折叠等领域技术领先，具有精度高、速度快的核心优势。Altair 期待继续提供高性能解决方案，助力航天事业新征程。

（文章来源公众号： Altair澳汰尔）