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跳台滑雪飞行阶段不利工况下气动特性数值模拟
1
作者 胡齐 刘宇 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期207-207,共1页
目的探讨不利工况对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响。方法建立运动员与滑雪板构成的多体系统三维模型,引入部分时均湍流模型并通过计算流体力学方法模拟预测了侧向风以及姿态不对称工况下多体系统飞行阶段的气动特性。姿态不对称工况... 目的探讨不利工况对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响。方法建立运动员与滑雪板构成的多体系统三维模型,引入部分时均湍流模型并通过计算流体力学方法模拟预测了侧向风以及姿态不对称工况下多体系统飞行阶段的气动特性。姿态不对称工况包括偏航旋转工况与翻滚旋转工况。结果(1)侧向风产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,同时对运动员的升力、阻力以及俯仰力矩产生影响。在风速较小(小于3 m/s)时,影响很小,在风速较大(大于4.5 m/s)时,比较明显。(2)受偏航旋转或翻滚旋转影响,多体系统明显产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,数值均呈现单调增大趋势;且对多体系统的升力、阻力以及俯仰力矩产生较大影响。结论(1)不利工况的影响情况较为复杂,对多体系统产生较为明显的偏航力、偏航力矩、翻滚力矩。翻滚旋转的不利影响普遍大于偏航旋转。(2)多体系统存在偏航自稳定与翻滚自稳定现象。(3)提供一种维持飞行稳定性的措施,即采取适当的偏航旋转角或翻滚旋转角来大部分抵消甚至消除侧向风的不利影响。(4)不利工况的影响机理能够为比赛临场预判与决策提供有效的辅助支持,也为运动员空中稳定飞行技术的训练以及运动表现的提升提供科学指导。 展开更多
关键词 跳台滑雪 多体系统 旋转角 飞行技术 飞行阶段 偏航力矩 俯仰力矩 计算流体力学方法
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航线飞行技术性技能与航线飞行阶段任务的关系研究 被引量：5
2
作者 姬鸣 游旭群 +2 位作者 杨仕云 李瑛 常明 《心理与行为研究》 CSSCI 2010年第2期99-105,共7页
通过文献、专家意见和问卷调查,构建了现代航线飞行技术性技能多维评价量表。对118名航线飞行员测评数据的验证性因素分析表明,由倾斜控制、偏航控制、平衡控制和速度控制构成的4维模型在飞行准备/滑行、起飞/爬升、巡航、下降/进近/着... 通过文献、专家意见和问卷调查,构建了现代航线飞行技术性技能多维评价量表。对118名航线飞行员测评数据的验证性因素分析表明,由倾斜控制、偏航控制、平衡控制和速度控制构成的4维模型在飞行准备/滑行、起飞/爬升、巡航、下降/进近/着陆四个飞行阶段均有较好的信度和效度;多元回归分析发现,各维度对不同航线飞行阶段任务均有显著影响。航线飞行技术性技能评价量表的构建为现代航线飞行员选拔与训练、机组驾驶行为规范性评价以及飞行安全管理考核模式的设计奠定了一个良好的工作基础。 展开更多
关键词 航线飞行 技术性技能 飞行阶段任务
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服装不同部位面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动性能的影响 被引量：1
3
作者 王虹 刘丹 +4 位作者 郑伟涛 蔺世杰 马勇 刘莉 韩锐 《体育科学》 CSSCI 北大核心 2023年第3期89-96,F0003,共9页
目的:探讨滑雪服四肢和躯干部位搭配不同服装面料对跳台滑雪空中飞行气动性能的影响,助力跳台滑雪高性能服装的制备,提高比赛成绩。方法:采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,建立了我国某优秀跳台滑雪运动员典型... 目的:探讨滑雪服四肢和躯干部位搭配不同服装面料对跳台滑雪空中飞行气动性能的影响,助力跳台滑雪高性能服装的制备,提高比赛成绩。方法:采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,建立了我国某优秀跳台滑雪运动员典型姿势下的三维几何模型与网格模型,调用SST k-ω湍流模型求解RANS方程计算跳台滑雪飞行阶段运动员的气动特征。结果:1)滑雪服四肢和躯干部位在搭配不同面料时的压力分布总体规律基本一致,高压区主要集中在上半身、胯关节、膝关节等部位,肩部最为明显,低压区主要集中在身体侧面;2)无论是哪种搭配组合,在飞行阶段迎流面压力分布均较为集中,当躯干面料为4#、四肢面料选用1#时升阻比可达到最大。结论:1)跳台滑雪服面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动特能产生较大影响;2)对该名运动员而言,四肢面料1#搭配躯干面料4#时运动员-滑雪板整体系统飞行阶段气动性能最优,比赛中跳台滑雪服可优选该种服装面料搭配方式;3)采用CFD方法分析服装面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响能够为跳台滑雪服面料的选材和个性化定制提供有效的辅助支持。 展开更多
关键词 气动特性 跳台滑雪 服装面料 计算流体力学 飞行阶段
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滑雪板夹角对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响 被引量：18
4
作者 胡齐 陈骐 张文毅 《体育科学》 CSSCI 北大核心 2018年第7期42-49,共8页
目的:分析研究滑雪板夹角对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:建立精细化三维几何模型与网格模型,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型对气动特性进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数... 目的:分析研究滑雪板夹角对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:建立精细化三维几何模型与网格模型,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型对气动特性进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟,获取不同滑雪板夹角下(24°、28°、32°、36°和40°)力和力矩、压力分布以及流场形态。结果:1)总升力与总阻力、升力系数与阻力系数、总力矩与滑雪板力矩均随滑雪板夹角增大先减小后增大最后小幅减小,但总升阻比基本保持不变,总体呈略微下降趋势;2)滑雪板升力随滑雪板夹角增大呈现单调递增的趋势,而滑雪板阻力随滑雪板夹角增大先减小后增大;3)滑雪板正面压力分布规律基本相同且比较均匀,而滑雪板背面下半部分压力随滑雪板夹角变化比较明显;4)运动员身后以及滑雪板身后的流场形态主要以回流涡形式出现,滑雪板背面回流涡结构明显比运动员身后复杂得多,而且回流涡强度也明显大得多。结论:1)滑雪板夹角变化对总升阻比影响很小,但对总升力、总阻力、升力系数以及阻力系数产生一定影响,同时对运动员气动特性也产生一定影响。2)滑雪板气动特性在运动员/滑雪板整体系统中起着更为重要作用,不仅要关注运动员身体姿态,而且应更加关注滑雪板姿态;3)总力矩大小和滑雪板力矩大小随滑雪板夹角变化趋势一致,而且滑雪板力矩在总力矩中始终占据主导地位,选取合适的滑雪板夹角对飞行阶段稳定性至关重要,建议优选的滑雪板夹角范围为24°~32°。 展开更多
关键词 气动特性 跳台滑雪飞行阶段 滑雪板夹角 计算流体力学 V型
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基于单目视频的跳台滑雪飞行阶段数据提取方法 被引量：2
5
作者 沈梓祎 杨猛 +4 位作者 杨超 唐伟棣 伍勰 刘宇 盛斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2035-2044,共10页
针对跳台滑雪运动难度系数高,穿戴式传感器等入侵式设备易发生危险且价格昂贵而导致该运动数据提取困难的问题,提出了一种基于单目视频的跳台滑雪飞行阶段的数据提取方法。针对单目视频存在畸变和画面背景杂乱的问题进行预处理,通过标... 针对跳台滑雪运动难度系数高,穿戴式传感器等入侵式设备易发生危险且价格昂贵而导致该运动数据提取困难的问题,提出了一种基于单目视频的跳台滑雪飞行阶段的数据提取方法。针对单目视频存在畸变和画面背景杂乱的问题进行预处理,通过标定相机参数对拍摄画面进行畸变矫正,并使用帧间差分法去除背景;利用OpenPose人体姿态识别库对运动员的关节位置进行初步识别,得到每一帧各个关节点的二维像素坐标;结合跳台滑雪运动员的姿态特性,针对识别出现误差的关节点,提出一种迭代拟合算法对其进行修正;根据修正后的关节点对运动员的运动特征进行提取与计算,并应用生成的人体模型与视频中运动员姿态进行动作比对。实验结果表明,迭代拟合算法提高了关节点识别准确率和识别精度,且修正关节点后生成的SMPL(skinned multiperson linear)三维人体模型更加贴合实际,证明了该算法对关节点修正的有效性。 展开更多
关键词 跳台滑雪飞行阶段 人体关节点检测 坐标修正 二维轨迹提取 三维人体模型对比
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姿态不对称对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响 被引量：9
6
作者 胡齐 刘宇 《体育科学》 CSSCI 北大核心 2020年第10期41-49,共9页
目的:探讨姿态不对称(包括偏航旋转与翻滚旋转)对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:将跳台滑雪运动员与滑雪板作为一个多体系统,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型并通过计算流体力学(computational fl... 目的:探讨姿态不对称(包括偏航旋转与翻滚旋转)对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:将跳台滑雪运动员与滑雪板作为一个多体系统,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型并通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法数值模拟预测了多体系统姿态不对称情况下跳台滑雪飞行阶段空气动力学特性。偏航旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°,翻滚旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°。结果:1)受偏航旋转影响或翻滚旋转影响,多体系统明显产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,且数值均呈现单调增大趋势;2)偏航旋转或翻滚旋转均对多体系统的升力、阻力以及俯仰力矩产生较大影响,当偏航旋转角为15.0°时,多体系统总升力减小10.14 N,总阻力增大36.71 N,总升阻比减小0.439,俯仰力矩数值增大2.59 N·m;当翻滚旋转角为15.0°时,多体系统总升力减小51.82 N,总阻力减小11.89 N,总升阻比减小0.204,俯仰力矩数值减小19.51 N·m。结论:1)翻滚旋转的不利影响普遍显著于偏航旋转的不利影响;2)多体系统存在偏航自稳定与翻滚自稳定现象,同时为侧向风环境下跳台滑雪飞行稳定性控制提供一种可能的解决方案,即通过采取适当的偏航旋转角或(与)翻滚旋转角来大部分抵消甚至消除侧向风的不利影响;3)姿态不对称对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响机理能够为比赛临场预判与决策提供有效的辅助支持。 展开更多
关键词 气动特性 跳台滑雪飞行阶段 偏航旋转 翻滚旋转 计算流体力学
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分段式AEKF高速弹丸组合导航算法
7
作者 刘宁 栗浩睿 +3 位作者 苏中 范军芳 沈凯 赵文江 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1117-1124,1141,共9页
在高速弹丸组合导航系统中,由于弹丸受空中复杂环境以及自身高速自旋、振动等因素影响,使得量测噪声统计特性无法被准确获取,导致组合导航系统精度下降。针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的分段式自适应扩展卡尔曼滤波(AE... 在高速弹丸组合导航系统中,由于弹丸受空中复杂环境以及自身高速自旋、振动等因素影响,使得量测噪声统计特性无法被准确获取,导致组合导航系统精度下降。针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的分段式自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)高速弹丸组合导航方法。在GNSS/SINS松组合框架下,根据高速弹丸每个飞行阶段的速度变化率与俯仰角特性,训练可实时辨识弹丸飞行阶段的CNN模型,并将特定的飞行阶段与AEKF算法中的噪声估计器参数关联,使得弹丸在高速飞行过程中可根据飞行阶段自适应调节AEKF滤波算法的量测噪声协方差矩阵,从而提高弹丸组合导航精度。所提方法与一般AEKF弹丸组合导航方法在相同数据下进行测试、比较。测试结果表明,所提方法的速度和位置均方根误差平均下降了54%,43%,有较好的参考与应用价值。 展开更多
关键词 弹丸组合导航 飞行阶段辨识 卷积神经网络 自适应扩展卡尔曼滤波
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机载泵阀协调控制EHA的设计与仿真分析
8
作者 王云鹏 郭创 谢伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期1603-1608,共6页
为了解决机载电静液作动器(EHA)响应速度与作动效率难以兼顾的问题,设计了一种泵阀协调控制的EHA并利用MATLAB/Simulink软件进行了建模与仿真分析。首先结合典型的变转速定排量EHA与直接驱动阀,阐述了系统的结构组成与工作原理,提出了... 为了解决机载电静液作动器(EHA)响应速度与作动效率难以兼顾的问题,设计了一种泵阀协调控制的EHA并利用MATLAB/Simulink软件进行了建模与仿真分析。首先结合典型的变转速定排量EHA与直接驱动阀,阐述了系统的结构组成与工作原理,提出了根据飞行任务阶段不同而互为备份的3种工作模式;然后考虑到系统的复杂性与非线性,分别建立了泵控与阀控模式下的数学模型;最后根据某型飞行控制系统的性能要求,设计了系统的控制器并进行了仿真实验。结果表明,泵阀协调控制EHA具有较高的精确度和稳定性,同时阀控模式下系统的动态响应特性要明显优于泵控模式。 展开更多
关键词 电静液作动器 泵阀协调控制 设计与仿真 飞行任务阶段 动态性能
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燃油消耗对飞机油箱平衡氧浓度的影响
9
作者 杜春志 刘洋 刘兵飞 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第3期299-302,共4页
加装惰化系统是飞机燃油箱防爆的重要方式,油箱氧浓度变化规律是惰化系统设计的基础研究内容,燃油消耗作为影响氧浓度变化的因素,对飞机油箱氧浓度变化具有不可忽略的影响。提出一种考虑燃油消耗参量的油箱气相空间氧浓度的计算模型,结... 加装惰化系统是飞机燃油箱防爆的重要方式,油箱氧浓度变化规律是惰化系统设计的基础研究内容,燃油消耗作为影响氧浓度变化的因素,对飞机油箱氧浓度变化具有不可忽略的影响。提出一种考虑燃油消耗参量的油箱气相空间氧浓度的计算模型,结合飞机真实飞行的数据中的分段油耗变化关系,分析了各飞行阶段燃油消耗对飞机油箱氧浓度变化的影响,以及初始载油率和燃油温度对平衡氧浓度的影响,并与未考虑燃油消耗下的飞机油箱氧浓度变化情况进行比较。研究结果表明,在爬升、巡航和下降阶段,燃油消耗对平衡氧浓度计算结果影响较大,在滑出、起飞和进近着陆阶段影响较小;在滑出、起飞阶段和在进近着陆阶段,初始载油率对氧浓度的影响不大,而在爬升、巡航和下降阶段,初始载油率越高,飞机油箱的平衡氧浓度值越高,且随着初始载油率的降低,同一飞行高度下的平衡氧浓度值降低。不同海平面温度对各个阶段气相空间氧浓度均具有不同程度的影响。 展开更多
关键词 油箱防爆 惰化系统 平衡氧浓度 燃油消耗 飞行阶段 数值模拟
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