小行星采样是十分有意义的一个项目,日本作为第一个成功采取小行星样本的国家,应用的是弹丸高速冲击行星表面地质,从而溅射起足够多的样本收集其中的一部分。此次采样十分具有借鉴意义,也为我国向更远处探测小行星提供了参考。为了提高深空采样可靠性,在深空探测使用溅射方法采样之前应进行采样过程模拟或实验。因为传统的物理实验方法复现难度较高,且操作人员在面对高速冲击实验时要承担一定风险,所以本课题应用数值模拟方法。传统的FEM网格模拟方法对于目标物受到高速冲击破坏后,会产生较大变形与破碎。应用新兴的光滑粒子模拟方法(SPH)可以较好的解决这一问题。本课题基于SPH方法对高速冲击颗粒土壤溅射采样过程展开仿真分析。首先,在SPH仿真方法选取上,针对Python与LS-DYNA软件平台进行对比,得到使用LS-DYNA软件进行SPH方法建模仿真效果较好。以贴近深空中小行星表层的颗粒状土壤样本为目的,选用目前已知的硬土、月壤与壤土代表典型的颗粒样本参数。为保证建立的仿真模型具有可靠性,对半球壳冲击土壤试验仿真复现。得到仿真产生的冲击力曲线与半球壳试验传感器,返回的数据基本一致,验证此仿真模型在面对冲击问题的可靠性。其次,集中关注弹丸直径、速度与冲击土壤后溅射颗粒数,存在的函数关系与相关性。为简化模型使用球形弹丸,选用0.02m、0.03m、0.04m直径的弹丸分别在300m/s、400m/s、500m/s的速度下对硬土、月壤与壤土进行冲击。并记录不同土壤9种情况下溅射起超过原平面的粒子数。根据仿真所得粒子数,通过Python的开源模块Sklearn中的成熟线性回归库判断溅射效果与直径,速度的关系,并求出经验回归公式与回归关系图,为以后冲击效果分析提供参考。最终,改变弹丸外形,选用柱形弹丸、传统弹丸、90°锥形弹丸与此前仿真过程中溅射最多的球形弹丸,采用同一直径与速度进行硬土、月壤与壤土冲击仿真,为弹丸的外观选型对不同土壤冲击,带来的溅射效果影响提供参考。