题目：月面软着陆时月尘漂浮的离散元模拟

我国已成功实现了月球探测计划-“嫦娥工程”中绕月阶段，接下来着月的阶段与之前相比有个鲜明的特点，就是探测器在到达月球表面受月面环境的影响，而月尘就是月面环境中的重要组成部分。根据之前月球探测数据和Apollo探月报告，月尘容易受激漂浮且扬起的颗粒极易附着在各种表面上，会阻隔视野和污染磨损仪器等，极大地影响了月面探测工作的进行。因此，月面环境中月尘的研究对探测活动的顺利进行具有重要的意义。本文针对月球探测器在月面进行软着陆时产生月尘激扬的过程进行了离散元模拟研究。采用以一种模拟月尘的物理力学属性为参考，用颗粒流法内嵌FISH语言建立了四种不规则的月尘颗粒模型，通过生成的这四种模型的颗粒群来模拟月尘。进行了三轴模拟压缩试验仿真，通过调整输入颗粒细观参数观察应力应变曲线的变化情况，分析各个细观参数对曲线的影响。对比实际三轴压缩实验的曲线数据和模拟试验得到的曲线数据，从中选择出最拟合贴近的曲线的细观参数作为模拟用的月尘颗粒细观参数。建立探测器着陆作用下月尘漂浮的三维离散元模型，模拟月尘受激漂浮的过程。改变模型设置，跟踪月尘颗粒的运动，统计分析了月尘运动特性和漂浮分布情况，研究各个因素对月尘漂浮的影响。分析结果发现，探测器的结构和工作参数以及月尘颗粒的力学属性的变化均对月尘漂浮情况有影响，其中探测器的着陆速度和月尘颗粒细观参数的变化对其影响较大。