High-fidelity numerical simulation of complex dynamics of tethered spacecraft

این مقاله یک مدل تحلیلی و یک انتگرال عددی هندسی برای یک مدل فضاپیماهایی که از دو جسم سفت و سخت متصل به تسمه الاستیک است، ارائه شده است. این مدل با وفاداری بالا ویژگی های دینامیکی مهمی از فضاپیمای مستطیلی را در مدار دارد، یعنی جفتگیری غیر خطی در بین تغییر شکل های تسمه، دینامیک چرخشی بدن، یک مکانیزم رولینگ و دینامیک مدار. یک انتگرال عددی هندسی، که به عنوان یک انتگرال متغیر گروه نامیده می شود، به منظور عددی ساختار همیلتون از مدل ارائه شده و چندبعدی پیکربندی گروه دروغ آن حفظ شده است. این روش هندسه تنظیمات را حفظ می کند و منجر به الگوریتم های دقیق و کارآمد می شود که دارای خواص دقت و صحت هستند که آنها را برای بسیاری از شبیه سازی های پویا مناسب می کند، به خصوص در زمان های شبیه سازی طولانی. این مدل های تحلیلی و محاسباتی، یک آزمون قابل اعتماد برای آزمایش اعتبار و کاربرد بسیاری از مدل های ساده شده در ادبیات موجود ارائه می دهد که تا کنون بدون تایید دقیق مورد استفاده قرار گرفته اند که فرضیه های ساده استفاده شده در حالت های واقعی پارامترهای فیزیکی معتبر هستند. ما در حال حاضر شبیه سازی های عددی ارائه شده است که نشان می دهد تفاوت های کیفی مهم در دینامیک فضاپیماهای تسلیحه زمانی که مدل با وفاداری بالا استفاده می شود، در مقایسه با مدل های با فرض های اضافی ساده.