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Soil Flow Analysis for Planetary Rovers Based on Particle Image Velocimetry and Discrete Element Method

Ono, Shoko und Lichtenheldt, Roy und Yoshida, Kazuya (2021) Soil Flow Analysis for Planetary Rovers Based on Particle Image Velocimetry and Discrete Element Method. In: Proceedings of the ISTVS 20th International Conference. International Society for Terrain-Vehicle Systems (ISTVS). ISTVS 20th International Conference, 27-29 Sep 2021, Montreal (online), Canada.

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Kurzfassung

Planetary rovers commonly have grouser wheels to improve locomotion performance on deformable terrains such as the surfaces of the Moon or Mars. The biggest difference between the wheel with grousers and without grousers is soil behavior underneath the wheel since the grousers shovel the sand. Hence, analyzing soil flow gives us beneficial information on wheel-soil interaction. The detailed investigation for micro-scale soil behavior and gravity effect, which are difficult to see in the laboratory test, contributes to further understanding of wheel-soil interaction mechanics. This paper presents a two-dimensional discrete element method (DEM) simulation to analyze soil flow beneath the grouser wheel. The soil flow in the simulation is validated by comparing it with that of the measurements, which is visualized by particle image velocimetry (PIV). The comparison results are discussed from four perspectives: 1) wheel slip ratio, 2) traces formed behind the wheel travels, 3) entrance and leaving angles of the grousers, 4) soil velocity field. The results indicate that DEM could describe the soil deformation. This work would contribute to further investigations of the state inside the soil by using developed DEM simulation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148388/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Soil Flow Analysis for Planetary Rovers Based on Particle Image Velocimetry and Discrete Element Method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ono, Shokoshoko.ono (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lichtenheldt, Royroy.lichtenheldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2539-4910NICHT SPEZIFIZIERT
Yoshida, Kazuyayoshida.astro (at) tohoku.ac.jpNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 September 2021
Erschienen in:Proceedings of the ISTVS 20th International Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Kovecses, JozsefNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martelli, MassimoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:International Society for Terrain-Vehicle Systems (ISTVS)
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Discrete element method, Soil flow analysis, Grouser wheel, Particle image velocimetry
Veranstaltungstitel:ISTVS 20th International Conference
Veranstaltungsort:Montreal (online), Canada
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:27-29 Sep 2021
Veranstalter :International Society for Terrain-Vehicle Systems (ISTVS)
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Intelligente Mobilität (SR) [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Raumfahrt-Systemdynamik
Hinterlegt von: Stubbig, Leon
Hinterlegt am:19 Jan 2022 15:07
Letzte Änderung:24 Jan 2022 09:37

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