切换到宽版
  • 475阅读
  • 2回复

[其他]太空之吻与数值模拟:我国航天发展恁么快,这套技术功不可没 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线刘萝卜锅
 
发帖
293
财富
574
威望
0
交易币
0
只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2021-10-22 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
本文转自微信公号“ESSCAGROP”

战国的神箭手养由基,一个“百步穿杨”的传说,被津津乐道了两千多年。但说到太空飞行器对接,网友们却往往无感:就这?嫦娥玉兔都登月了,对接算个啥?


其实,比起百步穿杨,飞行器太空之吻——交会对接的难度,相当于“万里穿针”。




10月16日,我国载人飞船“神十三”进入预定轨道,并实现与天宫的自主快速径向交会对接。而这里的关键词,不是对接,而是:自主、快速、径向。每个词,都在万里穿针的基础上,增加了难度系数。难度有多大呢?我们简单理解一下:



自主:由追踪飞行器自主完成,可以简单理解为交会对接的“自动驾驶”版,要知道,汽车自动驾驶嚷嚷很多年了,到现在也没有谁真正实现。


快速:以前飞行器接个吻要两天,现在从射到吻只需6个小时。





径向:火车车厢,一前一后,跑在同一条轨道上对接,属于轴向对接。火车跑在铁轨上,你在铁轨旁的公路上开车,一个漂移,把车头甩到火车侧面的对接口上,这种对接,叫径向对接。


每一项难度系数的增加,都需要一个庞大的系统来支撑,比如自主交会吧,它的背后是参数测量、导航计算、制导与控制计算、控制执行,等等。这些,没有一个省油的灯,每一项都是涵盖多个学科的复杂系统工程。一个简单的导航计算,基础是庞大的北斗系统、中继卫星系统,天上地下,各种星、站、船、各路团队……


牵一发而动全身,越复杂的东西,越容易出错。


如此复杂高难度的任务,怎样保证系统的可靠性、安全性呢?


答案很容易想到:事前反复演练、实验。


更显而易见的是,实物演练、实验,要把东西先造出来,时间成本、经济成本也太高。所以,我们也很容易想到,在搞实物之前,先搞模拟


什么叫模拟呢?我们看战争片,将领们在地图上、沙盘上比比划划,那就是模拟。早期的模拟大致就是这样。


上世纪60年代,在东风五号弹道导弹的设计中,研究在哪安置各种部件、单机、管路,是用旧箱子、废铁管摆来摆去,这叫“实物模装”。


很显然,这样摆,费时费力不说,精度也不够,调整也不易——比方说这根沙包一样粗的八米管道貌似还是弯度不够,小张师傅你扛去再调整调整......身处信息时代的你,很容易想到:要是用电脑建模,搞三维设计,多轻松愉快啊!


对,这就是数值模拟、仿真,工业软件的设计思路——




上面这种,是最简单的数值模拟设计。


把科学计算、数据分析、图像处理、人机交互,整合成一个软件,实现数值仿真模拟。


这样一来,每一个零部件,都做成数字模型,你只要拿得动鼠标,就可以在电脑里摆来摆去,修改调整,省时省力多了。当然更重要的是省钱。




好吧,模拟空间结构,只是数值模拟的基操。后面的水深着呢。


评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
离线刘萝卜锅
发帖
293
财富
574
威望
0
交易币
0
只看该作者 1楼 发表于: 2021-10-22 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网


比如大家都能想到的,还要模拟材料的物理性质,材料之间,相互作用会发生什么,这就把难度翻了N倍。



不过,技术实现之时,就是成本直线下泻之日。



比如,可以在投产之前,就模拟你设计的汽车遭到撞击后是什么后果,提前发现各种BUG,反复修改,改到你服为止。






航天器,显然也要用仿真模拟技术。






显而易见的是,你搞什么设计,就需要什么设计软件,零件、建筑、空间站、火箭发动机,它们的软件是不同的,最起码各自侧重的学科不一样。





航天工业,涉及到方方面面的设计,所以要用到很多种设计软件,还要用到很多辅助软件。而这些,只是数值模拟的一部分。



航天工业产链,从设计、制造,到生产、实验、改进,以及原料、厂商、各路团队的契合,这是一个繁杂浩大的系统。



搞过自家装修的小伙伴,可以脑补一下,这个让你头疼的装修工程,在航天工业产链里,只相当于后勤老王给你装修办公室,其他任何一个专业项目,都比这复杂多了。



无数团乱麻,要把它们从头到尾理顺——怎么办?建平台,大数据平台。



就拿火箭来说吧。



中国火箭院,把运载火箭的故障诊断与健康管理技术、大数据技术,应用到工业4.0的管理系统上,搭建一个大数据平台,通过软件互联共享,把这些复杂的项目整合起来,让整套工业过程更通畅,更精准,更有序,更优化。





而且,这个数据平台,并不是一个“死”的工具,它可以在积累海量的数据的同时,进行深入学习,并根据数据的曲线,判断变化趋势,及时提供优化解决方案。所以说,这相当于给航天工业插上了信息化“翅膀”。



于是,如今总结中国航天的成就,常常可以看到这样一段话:



一组数据显示:长征系列运载火箭完成第1个100次发射历时37年,成功率93%;第二个100次发射仅历时7年,成功率98%。发射周期从60天缩减到不到20天。这表明我国火箭设计、制造及管理能力得到大幅提升,研制模式开启信息化时代。





信息化对航天工业效率的贡献,由此可见一斑。


离线刘萝卜锅
发帖
293
财富
574
威望
0
交易币
0
只看该作者 2楼 发表于: 2021-10-22 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网



这种信息化思路,在各行各业遍地开花。俺们石油勘探开发也不例外。



航天工业的重点,在地面以上。



石油勘探开发,重点则在地面和地面以下。



二者最重要的区别之一是:天上看得见,地下看不见。



即使看不见,也要想尽办法,开发各种工具来模拟,来掌握。



比如初期,我们想知道这层神秘的碎屑岩是怎么沉积的,这波妖魅的油藏是怎么聚来的,那就可以用DionisosFlow地层沉积演化模拟,反演它的前世今生。



比如盆地勘探后期,我们想摸清它隐秘的资源底牌,就可以利用TemisFlow油气资源远景评价与含油气系统模拟,利用拿到的钻探资料,将今论古, 再现盆地的形成和演化过程,量化评价丫的潜力。



再具体些,我们想知道地下那些走位随机的裂缝情况,就可以利用FracaFlow裂缝描述与建模软件,摸清裂缝怎么分布的,从而避其害、得其利,助力油气藏开发多快好省地进行。



油气开发不仅是复杂的,而且是动态的。地下情况,会随着油气的采出、水的注入等,不断发生微妙的变化,各个小区块的开发姿势,也就需要随之不断调整。这么难,怎么搞?别急,我没有Rubis油藏数值模拟软件,兼顾各种油藏类型、各种井型,油藏数值模拟与动态开发分析相结合,帮你快速指导开发姿势调整。



这波广告做完,你肯定相当不满意:“吹了半天,都是些专业工具,你们搞石油的大数据平台呢?”






亲,这个当然可以有——



基于IPM油气生产一体化模拟与优化系统的DOF数字油田智能管理系统,整合油气藏动态、流体特征、井体和管网系统、生产工作流等方方面面,从地下到地上,从物到人——






并且开放数据协议接口,可兼容,可定制——你知道,这不是一个“死”的工具,它可以在积累海量的数据的同时,进行深入学习,并根据数据的曲线,判断变化趋势,及时提供优化解决方案。相当于给油气开发插上了信息化“翅膀”。


-END-


网站事务咨询:QQ:1392013 | 26189883
阿果石油网为免费个人网站,为石油人提供免费的在线即时技术交流场所,拒绝任何人以任何形式在本论坛发表与中华人民共和国法律相抵触的言论和行为!
如有言论或会员共享的资料涉及到您的权益,请立即通知网站管理员,本站将在第一时间给予配合处理,谢谢!