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龙图腾网获悉深空探测实验室(天都实验室)申请的专利一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120124524B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510217118.8，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法及装置是由曹凯;李爽;赵菲;宋昱岐;李奎;李海洋;尤伟设计研发完成，并于2025-02-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法及装置在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法及装置，属于航天器动力学建模领域，包括：建立SPH法描述的液体晃动模型；SPH表示光滑粒子流体力学；根据液体晃动模型计算非惯性系下液体晃动作用力和力矩；建立柔性航天器分布参数模型；将非惯性系下液体晃动作用力和力矩集成到柔性航天器分布参数模型中，建立充液柔性航天器动力学模型；根据充液柔性航天器动力学模型，将中心刚体姿态、柔性附件振动和液体燃料晃动作为系统状态，对中心刚体姿态和位置‑柔性附件振动‑液体燃料晃动的耦合特性进行分析。本发明为充液柔性航天器建模提供一种新的思路和参考。

本发明授权一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种基于SPH的小行星撞击器耦合特性分析方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：建立SPH法描述的液体晃动模型；SPH表示光滑粒子流体力学； 步骤2：根据液体晃动模型计算非惯性系下液体晃动作用力和力矩； 步骤3：建立柔性航天器分布参数模型； 步骤4：将非惯性系下液体晃动作用力和力矩集成到柔性航天器分布参数模型中，建立充液柔性航天器动力学模型，包括： 引入液体晃动作用力和力矩作为外部干扰力合力矩： ； 其中，表示状态变量，包括刚体位置、速度、姿态角和姿态角速度，柔性附件挠度；表示刚体动力学方程中线性部分，表示刚体动力学方程非线性部分；表示柔性附件i1振动方程中线性部分，表示柔性附件i1振动方程非线性部分；表示控制力矩，；表示液体晃动作用力和力矩的向量，通过步骤2获得；N表示粒子总数；表示粒子i的密度；表示粒子j的质量；表示哑指标方向上粒子i和粒子j的相对速度；中间函数，表示光滑核函数；表示光滑长度，控制粒子间相互作用范围；表示粒子i的位置向量，表示粒子j的位置向量，t表示时间；表示粒子i的各向同性压力；也表示哑指标；是克罗内克符号，当且仅当时，，其他情况均为0；分别表示粒子i在哑指标方向上的速度向量，位置向量；表示粒子i的动力粘性系数，表示粒子j的动力粘性系数；表示粒子i的切应变率；表示粒子i在方向的体力加速度；表示中心刚体加速度；为刚体姿态角；表示粒子i相对于本体坐标系的位置矢量；表示粒子i的质量，每个粒子质量一致；表示粒子i非惯性系下液体受到的惯性力；表示粒子受到的体力；为SPH仿真时间步长；为差分符号；表示非惯性系下当前时刻粒子i的位置，表示非惯性系下当前时刻粒子i的速度； 步骤5：根据步骤4建立的充液柔性航天器动力学模型，将中心刚体姿态、柔性附件振动和液体燃料晃动作为系统状态，对状态设置合适的仿真初始条件进行数值仿真，对中心刚体姿态和位置-柔性附件振动-液体燃料晃动的耦合特性进行分析，包括： 步骤5.1：设置积分步长； 步骤5.1.1：设置航天器姿态动力学模块积分步长，确保数值积分的精度与稳定性； 步骤5.1.2：设置SPH法液体晃动积分时间步长； 步骤5.2：初始化航天器状态信息； 步骤5.2.1：获取初始时刻t0的航天器状态信息； 步骤5.2.2：初始化液体晃动状态； 步骤5.3：对液体晃动采用SPH法进行模拟，计算晃动作用力和力矩； 步骤5.3.1：基于步骤5.2.1提取的航天器初始状态，t0~t0+时间内进行SPH法液体晃动仿真； 步骤5.3.2：在积分时长内，基于液体粒子的运动，计算液体晃动对航天器的晃动作用力和力矩； 步骤5.4：更新航天器状态信息； 步骤5.5：以当前时刻t作为初始时刻，重复步骤5.3~步骤5.4，直至到达仿真结束时刻。

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