基于辛Runge-Kutta方法的太阳帆塔动力学特性研究

作     者：邓子辰 曹珊珊 李庆军 蒋宪宏 DENG ZiChen CAO ShanShan LI QingJun JIANG XianHong

作者机构：西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学理学院西安710072 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2016年第46卷第12期

页      面：1242-1253页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11432010) 西北工业大学研究生创意创新种子基金(编号:Z2016093)资助项目 

主　　题：空间太阳能电站 Hamilton系统 辛Runge-Kutta方法 太阳帆塔 

摘      要：空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变分原理,得到Hamilton体系下太阳帆塔系统在轨运行的动力学控制方程;采用辛Runge-Kutta方法进行求解分析,并与传统的四阶Runge-Kutta方法对比,数值结果表明了辛Runge-Kutta方法能够保持系统的能量和系绳弹性振动的特性;最后,根据力学平衡原理得到了系统的平衡点,并通过数值算例研究了系统在平衡点附近的稳定性.