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水下结构体俯仰运动对其水压场影响的数值分析
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作者 李学智 李松 +2 位作者 张揽月 张姜怡 荆晨轩 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1541-1558,共18页
为研究水下结构体俯仰与平动耦合运动对其水压场的影响,利用势流理论分析结构体耦合运动的水压场,并借助重叠网格技术分别对结构体在平动、存在攻角的平动、俯仰运动、俯仰平动耦合四种运动状态下的水压场进行分析。以不同轴长比的椭圆... 为研究水下结构体俯仰与平动耦合运动对其水压场的影响,利用势流理论分析结构体耦合运动的水压场,并借助重叠网格技术分别对结构体在平动、存在攻角的平动、俯仰运动、俯仰平动耦合四种运动状态下的水压场进行分析。以不同轴长比的椭圆型结构为研究对象,分析不同振荡角速度下的水压场。结果表明,椭圆型结构的俯仰运动会使水压场曲线的负压峰随时间变化产生偏移,俯仰振荡的角度越大,负压峰偏移的程度也越大。此外,椭圆型结构的轴长比也会影响曲线的偏移程度。椭圆型结构的俯仰振荡引起的水压场的频谱具有一个甚低频谱峰,该谱峰峰值对应的频率与椭圆型结构振荡的频率一致。 展开更多
关键词 水压场 椭圆 俯仰运动 重叠网格
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仿生机器鱼俯仰运动两侧胸鳍协同推进曲线数值模拟
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作者 董雅文 李宗刚 +1 位作者 黎斌 夏广庆 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4452-4461,共10页
针对胸鳍运动参数与仿生机器鱼俯仰运动之间的关系不够明确的问题,基于计算流体力学(CFD)数值模拟机器鱼在水中的俯仰运动,对俯仰运动步态行为进行分析。建立机器鱼模型和三维胸鳍模型,设定机器鱼胸鳍运动规律为“椭圆型”,运用最小二... 针对胸鳍运动参数与仿生机器鱼俯仰运动之间的关系不够明确的问题,基于计算流体力学(CFD)数值模拟机器鱼在水中的俯仰运动,对俯仰运动步态行为进行分析。建立机器鱼模型和三维胸鳍模型,设定机器鱼胸鳍运动规律为“椭圆型”,运用最小二乘法对绕Y轴的转角与胸鳍攻角之间的关系进行拟合,得到绕Y轴的转角关于胸鳍攻角和时间的非线性映射关系,分析机器鱼在俯仰运动过程中的运动性能、流场涡结构等,最后,采用实验室仿生机器鱼对仿真结果进行验证。研究结果表明:胸鳍攻角的绝对值越大,机器鱼做俯仰运动的幅度越大;在给定的胸鳍攻角下,绕Y轴的转角关于胸鳍攻角与时间呈二次函数关系;胸鳍在拍动时,胸鳍前后两侧和上下两侧都存在压力差,为鱼体提供推力和升力,支持机器鱼上浮和下潜。仿真结果具有准确性和可靠性。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 俯仰运动 数值模拟 协同推进 胸鳍攻角
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水下航行体俯仰运动微气泡流形态及减阻特性试验研究 被引量:5
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作者 宋武超 王聪 +1 位作者 魏英杰 夏维学 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1216-1225,共10页
为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速... 为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速度绕其头部转动;基于高速摄像系统,分析了微气泡流形态变化特性;基于测力系统,分析了俯仰运动过程中水下航行体流体动力特性及不同通气量下微气泡减阻特性变化规律。试验结果表明:较低通气量下,在水下航行体俯仰运动过程中,离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;随着通气量的增加,微气泡流密度逐渐增加,透明度逐渐降低,并最终融合成透明空泡;航行体俯仰运动过程中,其航行体轴向力系数和法向力系数基本呈正弦变化规律,且其周期与攻角变化周期基本同步;不同通气量下航行体轴向力系数的变化规律基本相同,均呈正弦变化规律,且随着通气量的增加,相同姿态下的航行体轴向力系数逐渐减低,并最终趋于恒定。 展开更多
关键词 水下航行体 俯仰运动 微气泡 减阻特性 水洞试验
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水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究 被引量:4
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作者 宋武超 王聪 +2 位作者 魏英杰 许昊 卢佳兴 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1902-1910,共9页
为研究水下航行体俯仰运动过程中微气泡流形态及减阻特性的变化规律,利用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。试验过程中,基于自主设计的驱动装置,实现航行体绕其头部按正弦规... 为研究水下航行体俯仰运动过程中微气泡流形态及减阻特性的变化规律,利用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。试验过程中,基于自主设计的驱动装置,实现航行体绕其头部按正弦规律作俯仰运动。研究结果表明:当体积流量系数较小时,水下航行体运动过程中离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;水下航行体俯仰运动过程中,轴向力系数、法向力系数、阻力系数和升力系数的变化规律类似,均呈正弦变化规律,且其变化周期与攻角变化周期基本同步;对于不同体积流量系数下俯仰运动的航行体,随着攻角的增加,其阻力系数均呈近似线性增加规律,减阻率呈逐渐线性减小规律。 展开更多
关键词 水下航行体 水下减阻 俯仰运动 微气泡 水洞实验
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带弹性附件充液矩形贮箱俯仰运动动态响应 被引量:8
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作者 吕敬 李俊峰 +1 位作者 王天舒 陈立群 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期317-327,共11页
首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近... 首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近似表达式,分析了转动中心距静液面不同位置时刚-液-弹耦合系统各阶固有频率的变化规律,系统转动中心距静液面较近时,耦合后液体反对称模态和刚体的固有频率对比耦合前减小,较远时则增大,最后进行数值验证,比较分析了液体和弹性体对刚体姿态的影响. 展开更多
关键词 刚-液-弹耦合 非线性动力学 固有频率 俯仰运动
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三角翼大幅度俯仰运动非定常测压实验洞壁干扰研究 被引量:3
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作者 丁克文 张文华 +1 位作者 李志强 齐孟卜任荣生 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期330-335,共6页
用两个几何相似大小不同的前缘后掠角 70°三角翼模型在闭口风洞中进行正弦俯仰振荡实验 ,测量三角翼模型吸力面动态压力以及风洞洞壁上最佳测压点的非定常压力。实验表明 ,三角翼模型在正弦俯仰振荡时 ,其吸力面动态压力以及洞壁... 用两个几何相似大小不同的前缘后掠角 70°三角翼模型在闭口风洞中进行正弦俯仰振荡实验 ,测量三角翼模型吸力面动态压力以及风洞洞壁上最佳测压点的非定常压力。实验表明 ,三角翼模型在正弦俯仰振荡时 ,其吸力面动态压力以及洞壁上最佳测压点的非定常压力与三角翼模型上的法向力一样呈现迟滞环现象。模型展宽比 (翼展 /洞宽 )增大 ,迟滞环幅度增大 ,动态压力绝对值增大。无论上仰或下俯 ,模型展宽比 (翼展 /洞宽 )增大 ,三角翼模型吸力面涡破碎位置离前缘较远。风洞顶壁上最佳测压点非定常压力迟滞环方向与风洞底壁上对应最佳测压点非定常压力迟滞方向相反。风洞洞壁上最佳测压点非定常压力变化频率与模型正弦俯仰振荡频率一致 ,各最佳测压点间呈现时间延迟现象。 展开更多
关键词 三角翼 俯仰运动 非定常流 压力测量 洞壁干扰
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充液挠性航天器俯仰运动1:1:1内共振动力学分析 被引量:2
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作者 吕敬 李俊峰 +1 位作者 王天舒 岳宝增 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期804-812,共9页
采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,在刚体上加入控制项,详细分析了系统固有频率的精确解与近似解.应用多尺度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析,与数值解比较验证解析解的正确性.通... 采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,在刚体上加入控制项,详细分析了系统固有频率的精确解与近似解.应用多尺度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析,与数值解比较验证解析解的正确性.通过近似解析分析得到刚-液-弹之间的耦合作用机理:1)液深影响整个系统的软硬特性,当液体发生软硬特性转化时,处于液体原多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会减弱,且具有相同的特性转化趋势;处于液体新多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会增强,且具有相反的特性转化趋势.2)刚体和弹性体幅频曲线的峰值均在以受控刚体和弹性体为主的耦合系统固有频率处,以液体为主固有频率激励,刚体和弹性体振幅较小. 展开更多
关键词 刚-液-弹耦合 非线性动力学 固有频率 俯仰运动
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俯仰运动矩形贮箱中液体的非线性晃动 被引量:3
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作者 尹立中 王本利 +1 位作者 邹经湘 黄怀德 《强度与环境》 1999年第3期40-49,共10页
首先针对俯仰运动贮箱中液体的晃动提出了变分原理和新一类Lagrange函数,以此为基础可以解析方式来研究俯仰运动贮箱中液体有限幅值晃动。以无挡板开口二维、刚性短形贮箱为例,研究了其中液体的有限幅值晃动。单就液体波动幅值而言,... 首先针对俯仰运动贮箱中液体的晃动提出了变分原理和新一类Lagrange函数,以此为基础可以解析方式来研究俯仰运动贮箱中液体有限幅值晃动。以无挡板开口二维、刚性短形贮箱为例,研究了其中液体的有限幅值晃动。单就液体波动幅值而言,在一定激励频率范围内,理论计算值与实验结果具有很好的一致性。 展开更多
关键词 液体晃动 推进剂 贮箱 俯仰运动 非线性
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边条翼作俯仰运动时翼面吹气的作用 被引量:1
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作者 黄达 吴根兴 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期305-310,共6页
在3m低速风洞中通过测力与微丝显示方法,研究了在边条翼的边条和主翼上吹气对机翼作大攻角快速俯仰运动时空气动力特性的影响,同时还研究了在不同边角下开始吹气的作用。结论表明,翼面吹气能有效提高机翼的非定常气动特性和缩小机翼... 在3m低速风洞中通过测力与微丝显示方法,研究了在边条翼的边条和主翼上吹气对机翼作大攻角快速俯仰运动时空气动力特性的影响,同时还研究了在不同边角下开始吹气的作用。结论表明,翼面吹气能有效提高机翼的非定常气动特性和缩小机翼的非定常气动特性迟滞回环,特别是在小迎角下开始吹气效果较好。 展开更多
关键词 翼面吹气 非定常 大攻角 风洞 俯仰运动 边条翼
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喷浆机器人俯仰运动分析 被引量:1
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作者 宋志安 李佳 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第2期49-51,共3页
提出喷浆机器人俯仰运动方程和速度方程的表达式,求出了其雅克比矩阵,并利用MathCAD对其运动特性和速度特性进行了曲线分析。
关键词 俯仰运动 运动方程 雅克比矩阵 MATHCAD
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再入弹头大攻角俯仰运动的非线性状态反馈控制 被引量:2
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作者 史小平 《上海航天》 北大核心 2006年第1期8-11,共4页
为提高大攻角飞行时具有非线性特性的姿态系统的控制精度,在弹头俯仰运动的非线性数学模型基础上,以弹头攻角为被控制信号,尾翼偏角指令为输入信号,设计了一种全状态反馈非线性姿态控制律,并进行了仿真试验。结果表明,所设计的控制律的... 为提高大攻角飞行时具有非线性特性的姿态系统的控制精度,在弹头俯仰运动的非线性数学模型基础上,以弹头攻角为被控制信号,尾翼偏角指令为输入信号,设计了一种全状态反馈非线性姿态控制律,并进行了仿真试验。结果表明,所设计的控制律的稳态精度高、动态响应快。 展开更多
关键词 再入弹头 姿态控制 俯仰运动 非线性控制律 攻角 尾翼偏角
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三角翼作俯仰运动时水洞测力和流动显示实验研究
12
作者 展京霞 王晋军 +1 位作者 郭辉 刘旺开 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期183-188,共6页
基于水洞中三角翼模型的动态测力和流动显示实验,讨论了俯仰运动的起始角、运动幅度和运动速率对三角翼俯仰运动时的气动特性和流动结构的影响。三角翼的气动力在俯仰运动中会产生“迟滞”或“过冲”现象。中等攻角以上,上仰运动推迟了... 基于水洞中三角翼模型的动态测力和流动显示实验,讨论了俯仰运动的起始角、运动幅度和运动速率对三角翼俯仰运动时的气动特性和流动结构的影响。三角翼的气动力在俯仰运动中会产生“迟滞”或“过冲”现象。中等攻角以上,上仰运动推迟了三角翼的失速,大幅度增大了三角翼的升力系数。俯仰运动起始角和运动幅度的影响大小与其对应的静态三角翼流态有关,三角翼在涡破裂流态和完全分离流态之间作俯仰运动时,上仰时升力系数将始终高于下俯时的升力系数,运动中存在显著迟滞。迟滞的大小也受俯仰速率的影响。 展开更多
关键词 水洞测力 流动显示 三角翼 俯仰运动 迟滞
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道路不平致车身俯仰运动对气动升力影响研究 被引量:1
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作者 唐东旭 汪怡平 +3 位作者 邓峰 苏楚奇 刘珣 熊欣 《汽车工程学报》 2023年第3期408-415,共8页
为了探究路面不平产生的车身俯仰运动对气动升力的影响,结合汽车动力学参数与路面参数,得到不同路面空间频率下的车身俯仰运动规律,并利用重叠网格技术实现了车身绕质心的正弦俯仰运动,通过对比风洞试验数据验证了湍流模型的准确性。通... 为了探究路面不平产生的车身俯仰运动对气动升力的影响,结合汽车动力学参数与路面参数,得到不同路面空间频率下的车身俯仰运动规律,并利用重叠网格技术实现了车身绕质心的正弦俯仰运动,通过对比风洞试验数据验证了湍流模型的准确性。通过车身表面压力、车身周围流场结构分析了车身俯仰时的气动升力变化规律。结果表明,同一俯仰角下,车尾下摆时产生的气动升力数值大于车尾上摆;车尾下摆时,由于前轮腔的“吸力”效应,车底气流速度降低;车尾上摆时,由于前轮腔的“排斥”效应,车底气流速度增大。 展开更多
关键词 路面不平度 俯仰运动 气动升力系数 瞬态模拟 气流流场
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双三角翼非定常俯仰运动实验与数值模拟 被引量:4
14
作者 赵悦 胡天翔 +1 位作者 陈庆民 刘沛清 《气体物理》 2020年第5期45-55,共11页
文章针对双三角翼大振幅正弦俯仰运动过程中的非定常载荷和流动特性开展了实验与数值模拟研究,并与相同主翼后掠角的单三角翼进行了对比.实验研究在低速回流式水槽中开展,所采用的实验模型为边条后掠角为75°,主翼后掠角为50°... 文章针对双三角翼大振幅正弦俯仰运动过程中的非定常载荷和流动特性开展了实验与数值模拟研究,并与相同主翼后掠角的单三角翼进行了对比.实验研究在低速回流式水槽中开展,所采用的实验模型为边条后掠角为75°,主翼后掠角为50°的双三角翼全模,俯仰运动的旋转轴位于主翼弦长的2/3处,振幅为0~60°,运动的缩减频率k=0.03,0.06,0.12,0.24,0.48.实验Reynolds数以主翼弦长为参考Re=1.69×10^4.在水槽的测力实验中,发现非定常流动力的迟滞现象,并且随着非定常运动缩减频率的增大,流动的迟滞效应也随之增大.与相同主翼后掠角的单三角翼相比,双三角翼的迟滞环在低缩减频率下更小,但随着缩减频率的增大,这种差距逐渐减小.在数值模拟研究中,采用DDES湍流模型对俯仰双三角翼的流场进行了数值模拟.流场结果表明,在较低的缩减频率下,主翼吸力面的前缘涡是影响气动力的主要因素,非定常流动力的迟滞效应主要与前缘涡在上仰过程中的延迟破裂和下俯过程中的延迟恢复有关;在较高的缩减频率下,机翼前缘涡对气动力的影响减小,由机翼俯仰角速度而产生的环量力成为了气动力的主导因素,因此在较高缩减频率下,单三角翼与双三角翼的升力特性趋于一致. 展开更多
关键词 双三角翼 迟滞环 俯仰运动 前缘涡 环量力
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基于状态空间法的快速俯仰运动建模研究
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作者 陈星 高正红 《航空计算技术》 2010年第3期25-28,共4页
通过对过失速机动运动规律和气动力特性进行简要分析,说明了过失速机动气动力建模思路;采用状态空间法建立了快速俯仰运动气动力模型,并对模型的输出方程进行了分析和简化;验证结果表明,气动力模型具有较好的预测结果。
关键词 过失速机动 快速俯仰运动 状态空间法 气动力模型
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旋翼翼型俯仰沉浮运动非定常气动特性实验研究 被引量:10
16
作者 史志伟 耿存杰 +1 位作者 明晓 王同光 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期18-23,共6页
在南航非定常风洞内研制、开发了一套两自由度电控液压动态实验台,利用该设备,完成了翼型俯仰运动、沉浮运动以及俯仰沉浮耦合运动测压实验,并积分计算了翼型动态运动过程中的升力系数。翼型俯仰运动结果表明,翼型上的压力分布和升力系... 在南航非定常风洞内研制、开发了一套两自由度电控液压动态实验台,利用该设备,完成了翼型俯仰运动、沉浮运动以及俯仰沉浮耦合运动测压实验,并积分计算了翼型动态运动过程中的升力系数。翼型俯仰运动结果表明,翼型上的压力分布和升力系数与翼型振动频率和振动幅值有很大关系,随振动频率和振动幅值的增加,升力系数迟滞包线相应增加,而这一过程与翼型上前缘涡的脱落过程有关。翼型沉浮运动研究了翼型在不同迎角、不同风速下做沉浮运动时的压力分布和升力系数,结果表明在20m/s风速下,模型做沉浮运动时只对翼型前缘的压力分布产生影响,而在10m/s风速下,沉浮运动不仅使前缘压力分布产生变化,而且影响翼型下游的压力分布,这与翼型前缘形成的分离气泡脱落有关。另外给出了翼型做俯仰沉浮耦合运动时的压力分布初步结果。 展开更多
关键词 旋翼翼型 俯仰运动 沉浮运动 动态失速
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风机塔架俯仰与桨叶挥舞的耦合运动 被引量:8
17
作者 李本立 安玉华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期65-67,共3页
建立相应的运动微分方程,分析国产200kW风力机的俯仰振动特性,给出风力机塔架俯仰挥舞的耦合运动。
关键词 风力机 塔架 桨叶 耦合运动 俯仰运动 挥舞运动
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三角翼受迫俯仰滚转耦合运动的气动特性研究 被引量:5
18
作者 郭迪龙 杨国伟 +1 位作者 康宏琳 王发民 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期65-69,共5页
基于刚性动网格的技术,选用B-L湍流模型,利用有限控制体积法对N-S方程进行数值离散,对76°大后掠三角翼的受迫俯仰滚转耦合运动进行了数值模拟,在此基础上,对俯仰滚转耦合运动的气动力特性和流场结构进行了分析。计算结果表明:俯仰... 基于刚性动网格的技术,选用B-L湍流模型,利用有限控制体积法对N-S方程进行数值离散,对76°大后掠三角翼的受迫俯仰滚转耦合运动进行了数值模拟,在此基础上,对俯仰滚转耦合运动的气动力特性和流场结构进行了分析。计算结果表明:俯仰滚转耦合运动时,三角翼上表面的涡分布的非对称性将产生横侧方向的偏航力矩和滚转力矩,滚转力矩和偏航力矩随着滚转振幅角和滚转缩减频率的增大而增大,但对法向力影响不大。 展开更多
关键词 三角翼 气动特性 受迫俯仰滚转耦合运动 涡结构
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飞行器快速俯仰产生大迎角非定常气动力数学模型研究 被引量:8
19
作者 高正红 焦天峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期506-510,共5页
在 Goman提出的状态空间模型的基础上 ,开展了有关建立大迎角非定常气动力数学模型问题的研究。针对以往在运用状态空间模型建立大迎角非定常气动力数学模型中存在的问题 ,通过分析状态方程中非定常影响参数与减缩频率 (或无量纲俯仰角... 在 Goman提出的状态空间模型的基础上 ,开展了有关建立大迎角非定常气动力数学模型问题的研究。针对以往在运用状态空间模型建立大迎角非定常气动力数学模型中存在的问题 ,通过分析状态方程中非定常影响参数与减缩频率 (或无量纲俯仰角速率 )的关系 ,建立了改进数学模型的基本思路。同时运用插值方法给出了二者之间的关系 ,并将此结果引入到状态方程中。经过辨识验算后表明 ,改进后的模型不仅改善了该模型对气动力的预测准确度 ,同时也提高了描述大迎角非定常气动力的能力。 展开更多
关键词 大迎角非定常气动力 数学模型 状态空间 飞行器 俯仰运动
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基于曲柄滑道机构驱动靠背俯仰机构的设计研究 被引量:4
20
作者 翟志恒 葛正浩 +1 位作者 李龙 孙技伟 《陕西科技大学学报(自然科学版)》 2011年第6期33-36,共4页
针对口腔治疗设备牙椅俯仰机构的设计要求,设计了以曲柄滑道机构为基础的新型牙椅俯仰机构,使牙椅俯仰机构的运行更加平稳可靠;机构的动力装置采用了以丝杠螺母机构为基础的直线驱动系统,有效简化了动力源装置及曲柄滑轨机构,使传动机... 针对口腔治疗设备牙椅俯仰机构的设计要求,设计了以曲柄滑道机构为基础的新型牙椅俯仰机构,使牙椅俯仰机构的运行更加平稳可靠;机构的动力装置采用了以丝杠螺母机构为基础的直线驱动系统,有效简化了动力源装置及曲柄滑轨机构,使传动机构整体更加紧凑,且传动性能可根据需要进行相应调整;运动补偿机构的设计保证了椅面与靠背的同步运动,减轻了椅位转换过程中带给病患的不舒适感.对曲柄滑轨机构的有效改进,提升了机构运行的合理性,进一步提升了产品品质. 展开更多
关键词 俯仰运动 曲柄滑轨机构 丝杠螺母机构 运动补偿机构
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