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小天体着陆任务规划修复的弧一致时间约束松弛推理方法
1
作者 徐瑞 李世震 +3 位作者 李朝玉 王棒 朱圣英 梁子璇 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期544-554,共11页
任务规划修复是探测器着陆过程中自主应对不确知小天体环境的关键,而小天体着陆任务时间约束复杂且耦合,时间约束推理的速度直接影响到规划修复的效率。针对小天体着陆任务规划修复中的时间约束松弛推理慢问题,提出变量值域支持列表以... 任务规划修复是探测器着陆过程中自主应对不确知小天体环境的关键,而小天体着陆任务时间约束复杂且耦合,时间约束推理的速度直接影响到规划修复的效率。针对小天体着陆任务规划修复中的时间约束松弛推理慢问题,提出变量值域支持列表以保存变量间的影响关系,进而提出减量式弧一致时间约束松弛推理方法,减小约束松弛的推理范围,快速求解时间网络中变量的扩展值域,实现规划修复中时间约束松弛的高效推理。最后,以小天体着陆任务规划修复场景进行数值仿真,验证了方法的有效性和高效性,可为小天体着陆器快速任务规划修复提供支撑。 展开更多
关键词 小天体探测 任务规划 规划修复 时间约束推理 减量式弧一致
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被动型离子液体电喷推力器寿命影响因素分析
2
作者 武志文 孙伟 +4 位作者 郭云涛 孙振宁 杜泽宁 李锦 王宁飞 《宇航学报》 北大核心 2025年第1期157-167,共11页
被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂... 被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂供给不稳定、电化学反应和提取极腐蚀。最后提出了延长被动型电喷推力器寿命的策略,包括使用小型化泵阀和自由液面储箱、开发与推力器工况相匹配的高比表面积电极和通过精密加工和装配技术获得更精确的电极参数。所提策略为被动型离子液体电喷推力器的设计和工程化应用提供了参考。 展开更多
关键词 电推进 被动型 离子液体 电喷推力器 寿命
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破片撞击高能推进剂装药爆燃机理实验研究
3
作者 王鑫 吴艳青 +2 位作者 杨昆 武毅 侯晓 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期145-158,共14页
为揭示破片撞击高能推进剂装药爆燃形成机理,开展破片半穿孔和贯穿高能推进剂装药实验研究,获得3种装药响应类型,分别为燃烧转爆燃、燃烧和爆燃。基于装药反应演化时序图像和回收的样品,并结合图像数字化处理技术综合表征装药响应过程;... 为揭示破片撞击高能推进剂装药爆燃形成机理,开展破片半穿孔和贯穿高能推进剂装药实验研究,获得3种装药响应类型,分别为燃烧转爆燃、燃烧和爆燃。基于装药反应演化时序图像和回收的样品,并结合图像数字化处理技术综合表征装药响应过程;分析推进剂受侵彻后的力学变形和装药响应特性,揭示装药在半穿孔和贯穿条件下的爆燃形成机理。研究结果表明:针对直径10 mm钨合金球破片撞击高能推进剂装药,装药侵彻弹道损伤为局部径向开裂,并伴有黏弹性耗散导致的延迟变形;装药在半穿孔和贯穿下均存在延迟反应现象,即装药的显著燃烧反应总是发生在推进剂结构破坏之后;在半穿孔时延迟变形促使装药内部高烈度反应区前移,并与结构约束耦合,导致装药发生燃烧转爆燃,在贯穿状态下,延迟变形和延迟反应显著存在时,装药难于发生爆燃;当弹坑内部燃烧气体通过侵彻弹道径向裂缝渗入未反应的凝聚相推进剂时,装药通常会发生爆燃反应。 展开更多
关键词 破片撞击 高能推进剂装药 黏弹性耗散 爆燃机理 火焰射流
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考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法研究
4
作者 商巍 孟祥祥 张道德 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期145-148,共4页
在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约... 在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法。依据移动机器人运动学方程计算移动机器人关节角加速度,同时以关节角加速度计算结果和期望关节角加速度之间的误差为约束,结合模糊算法设计模糊自适应增益调整的模糊控制器,结合自适应控制律实现移动机器人模糊控制。实验结果证明,所提方法可精准计算移动机器人关节角加速度,并确保移动机器人运行轨迹能精准跟踪目标运行轨迹,令运行速度快速稳定至设定值附近,控制效果较好。 展开更多
关键词 移动机器人 关节角加速度 模糊控制 运动轨迹 自适应控制律 模糊增益调整
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面向宽速域变体飞行的高超声速飞行器构型设计优化
5
作者 龙腾 张尧 +2 位作者 史人赫 叶年辉 张宝收 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期414-425,共12页
传统固定构型乘波体飞行器难以在宽速域飞行剖面保持最佳性能。为此,开展了变体高超声速乘波体飞行器构型设计优化技术的研究,构建了变体飞行器构型设计优化框架。提出了考虑边缘变形的变体乘波体构型类函数/形函数变换(CST)参数化方法... 传统固定构型乘波体飞行器难以在宽速域飞行剖面保持最佳性能。为此,开展了变体高超声速乘波体飞行器构型设计优化技术的研究,构建了变体飞行器构型设计优化框架。提出了考虑边缘变形的变体乘波体构型类函数/形函数变换(CST)参数化方法;根据兼顾气动力、热、射程的变体收益评估模型,采用基于Kriging代理模型的约束差分进化算法求解多个工况下的最优构型。对比基准固定构型,以最优构型变体飞行能够显著改善飞行器宽速域飞行性能,升阻比平均提升4.82%,再入弹道增程4.13%,验证了变体构型优化技术的有效性,其对高超声速变体飞行器设计、研制具有参考价值。 展开更多
关键词 宽速域变体飞行器 乘波体 气动力热 气动优化设计
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基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型研究
6
作者 谢军虎 张瑜莹 +1 位作者 熊文靖 傅德彬 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期69-74,92,共7页
火箭导弹发射分离涉及的气动载荷、多体运动以及接触碰撞是影响发射分离可靠性的重要因素。为采用数值方法分析这类流动运动耦合状态,对基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型进行深入研究。耦合模型从瞬态流场数值模型出发,引入考虑... 火箭导弹发射分离涉及的气动载荷、多体运动以及接触碰撞是影响发射分离可靠性的重要因素。为采用数值方法分析这类流动运动耦合状态,对基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型进行深入研究。耦合模型从瞬态流场数值模型出发,引入考虑多体六自由度运动(6-DOF)的动力学模型,进而采用虚接触表征的接触动力学模型考察多体接触碰撞载荷,获得多种载荷作用下的物体运动和流动耦合状态。结合应用实例的分析表明,虚接触方法能够有效模拟发射分离的流动、运动以及碰撞耦合状态,可为同类分析提供参考。 展开更多
关键词 发射与分离 瞬态流动 多体运动 虚接触 数值模拟
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主动回波控制的阵列布局设计与优化
7
作者 杨龙 王文杰 +2 位作者 李濠君 向粤 赵旭 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期333-345,共13页
针对水下航行器覆盖层厘米级厚度与米级低频探测波长的尺度矛盾难题,通过超磁致伸缩换能器次级发射阵元研制及发射单元表面构型优化,基于相控阵的主动回波控制方法开展水下大试样主动回波控制效果的仿真评估。通过声学有限元模型数值仿... 针对水下航行器覆盖层厘米级厚度与米级低频探测波长的尺度矛盾难题,通过超磁致伸缩换能器次级发射阵元研制及发射单元表面构型优化,基于相控阵的主动回波控制方法开展水下大试样主动回波控制效果的仿真评估。通过声学有限元模型数值仿真与大型压力消声水罐中的试验数据对比,验证空间声场中3个位置的声压级与声压云图,并研究不同阵列布局在300~2000 Hz的低频带范围内6个频率点的声场一致性。研究结果表明:频率越高,形成的平面声场一致性越差;以方盘为阵元的阵列形成的平面声场一致性优于圆盘阵列;最优阵列布局可在10 m后形成较好的平面声场,配合发射单元的最优构型进一步改善主动回波控制下的声场均匀程度,以达到更好的控制效果。 展开更多
关键词 主动回波控制 主动发射单元 阵列布局优化 相控阵 声场一致性 低频大宽带
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以工程力学方法论为核心的课程设计
8
作者 胡海岩 《力学与实践》 2025年第2期261-264,共4页
根据力学“101计划”的总体要求,介绍如何设计以工程力学方法论为核心内容的新课程:力学工程问题。首先,阐述工程力学方法论的基本逻辑,它包括自上而下的3个层次,即工程科学导向、系统科学思维、系统工程方法。其次,介绍如何通过各种例... 根据力学“101计划”的总体要求,介绍如何设计以工程力学方法论为核心内容的新课程:力学工程问题。首先,阐述工程力学方法论的基本逻辑,它包括自上而下的3个层次,即工程科学导向、系统科学思维、系统工程方法。其次,介绍如何通过各种例题来展示工程力学方法论的基本内容,包括定性研究、机理研究和数据驱动研究。最后,概述已完成的11个工程力学案例及其设计思路,并指出今后完善案例的方向。 展开更多
关键词 工程力学 方法论 课程设计 系统科学 工程案例
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基于复虚场方法的亚克力薄板黏弹性本构参数识别
9
作者 王岗亭 郭保桥 +5 位作者 刘函 栾可迪 谷源森 陈鹏万 周江帆 刘战伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期301-313,共13页
为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折... 为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折法,通过对薄板试样进行振动加载试验,获取试件表面的全场变形;基于C 3连续性的Hermite有限单元对测得的变形场进行处理,得到薄板试样的离面位移场和曲率场;利用复虚场法计算材料的黏弹性常数,将反演结果与三点弯曲实验测得的弹性参数和悬臂梁锤击实验测得的阻尼系数进行了对比。以上实验结果表明:弹性模量与阻尼系数的测量误差均在0.3%以内。研究结果验证了该方法在各向同性本构参数反演中的可行性,为后续在各向异性材料本构参数反演奠定了基础。 展开更多
关键词 虚场方法 光偏折法 数字图像相关方法 薄板振动 黏弹性本构
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高燃速丁羟推进剂药浆在热与低速撞击刺激下点火响应的实验研究
10
作者 吴海波 武毅 +4 位作者 张超 范红杰 杨钧森 吴艳青 金丰凯 《火炸药学报》 北大核心 2025年第1期95-104,I0007,共11页
为研究某高燃速丁羟推进剂药浆在热、低速撞击刺激下的点火响应特性,制备了两种高燃速药浆(含气率分别为1.6%、0.3%)、两种丁羟推进剂(燃速分别为35 mm/s和5 mm/s);利用自制加热装置、分离式霍普金森压杆(SHPB)、落锤撞击设备开展实验,... 为研究某高燃速丁羟推进剂药浆在热、低速撞击刺激下的点火响应特性,制备了两种高燃速药浆(含气率分别为1.6%、0.3%)、两种丁羟推进剂(燃速分别为35 mm/s和5 mm/s);利用自制加热装置、分离式霍普金森压杆(SHPB)、落锤撞击设备开展实验,借助同步热分析红外光谱联用、显微CT扫描、高速摄影等技术分析了推进剂和药浆在热、低速撞击刺激下的点火响应特性。结果表明,高燃速推进剂的热点火温度(241.6℃)显著低于药浆,药浆热点火温度呈现较小的含气率正相关性(含气率为1.6%、0.3%的药浆热点火温度分别为261.3、255.7℃);高燃速药浆的撞击点火阈值受含气率和约束方式影响显著,在无径向约束的SHPB撞击实验里药浆点火阈值与含气率正相关(含气率为1.6%、0.3%的药浆点火阈值分别为71 J和33 J),即高含气率药浆不易撞击起火;有径向约束的落锤实验药浆点火阈值与含气率负相关(含气率为1.6%、0.3%的药浆点火阈值分别为7 J和9 J),即高含气率药浆撞击时更易撞击起火。 展开更多
关键词 物理化学 固体推进剂 HTPB推进剂 药浆 热刺激 低速撞击 点火响应
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考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法
11
作者 王浩凝 郭杰 +3 位作者 万泱泱 张宝超 唐胜景 李响 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期112-128,共17页
由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞... 由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法。面向二阶多智能体系统设计固定时间收敛一致性控制器。在此基础上设计欠驱动飞行器编队控制架构,围绕高超声速滑翔飞行器编队的欠驱动控制特征开展分析,设计射向调节策略,建立射向位置调节与附加侧向速度的关联;赋予飞行器编队射向调节能力的前提下建立三维人工势场,设计飞行器编队的避碰控制策略。理论分析和数值仿真表明,该方法可以支撑多个飞行器在编队散开、编队收缩、编队整体转向和高低编队飞行等场景中实现编队的形成与保持,在保证编队内部安全的前提下实现一致到达,为末段制导提供良好的交班条件。 展开更多
关键词 高超声速滑翔飞行器 欠驱动编队控制 固定时间收敛 射向位置调节 人工势场
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触发激励下固体火箭发动机声腔特性实验
12
作者 曾佳进 李军伟 +4 位作者 李强 李涛 张文昊 卢健程 王宁飞 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期314-325,共12页
为研究外部激励对固体火箭发动机稳定性的影响,搭建脉冲触发下固体火箭发动机声腔特性模型实验系统,开展固体火箭发动机轴向和径向空腔激励实验,分析节流孔径和触发方式对声腔振幅和衰减系数的影响。喉部节流工况下燃烧室中激发6阶以上... 为研究外部激励对固体火箭发动机稳定性的影响,搭建脉冲触发下固体火箭发动机声腔特性模型实验系统,开展固体火箭发动机轴向和径向空腔激励实验,分析节流孔径和触发方式对声腔振幅和衰减系数的影响。喉部节流工况下燃烧室中激发6阶以上轴向振荡,获取了各阶振荡固有频率和衰减系数。研究结果表明:利用互相关分析测得燃烧室声速接近604.2 m/s,基于实测声速的频率预示误差为10.1%;振荡按衰减快慢可划分为两个阶段,脉冲器输入发动机压力振荡频率及发动机各阶模态振荡幅值均随节流孔径增大而增大,同时第1阶段衰减变快,而第2阶段衰减变慢,第1阶段在燃烧室头部轴向激励产生的振荡衰减快于径向激励,非线性特征更强。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 固有频率 衰减系数 脉冲触发 互相关分析
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资源强耦合下改进遗传测控调度方法
13
作者 尹霞 韩笑冬 +1 位作者 李朝玉 徐瑞 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期59-68,共10页
随着航天器智能化发展,航天器数量增加、任务数量及复杂度增加导致智能航天器测控需求增加,测控调度资源耦合程度增大,求解空间维度呈现指数型增长,然而现有方法对资源耦合问题的研究较少且调度效率无法满足任务需求。针对上述问题,提... 随着航天器智能化发展,航天器数量增加、任务数量及复杂度增加导致智能航天器测控需求增加,测控调度资源耦合程度增大,求解空间维度呈现指数型增长,然而现有方法对资源耦合问题的研究较少且调度效率无法满足任务需求。针对上述问题,提出了资源强耦合下改进遗传测控调度方法,首先对多星测控调度问题进行建模,分析测控调度问题中的资源耦合性,定义适应度函数及哈希表类型的冲突字典;在遗传算法基础上设计了任务序列与收益并存的二维染色体编码形式,提出了优势任务相关的初始种群多线程并行生成方法,引导优化解的探索方向;设计了并行顺序解耦的交叉、变异算子,在冲突字典的辅助下,按照基因顺序实现高效实时的资源耦合处理,最终通过迭代得到测控调度解序列。通过多组仿真试验结果,证明了该方法均具有良好的收敛性,且与常规遗传算法对比试验中,该方法任务收益平均提高了21.31%,同时运行时间平均降低了24.36%,进而验证了资源强耦合下改进遗传测控方法的高效性,为智能航天器运行及管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 测控调度 遗传算法 资源耦合 多星测控 任务规划
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固化降温-立式贮存下固体火箭发动机装药结构响应缩比关系研究
14
作者 张源 王江涛 +2 位作者 周涛 刘向阳 王宁飞 《推进技术》 北大核心 2025年第2期277-287,共11页
为研究固体火箭发动机在固化降温-立式贮存载荷下药柱结构响应的缩比关系,在弹性假设下,从弹性力学三个基本方程出发并考虑温度的影响,利用量纲分析法通过定义各参数的特征量,推导了固体火箭发动机装药结构响应缩比相似基准。考虑蠕变效... 为研究固体火箭发动机在固化降温-立式贮存载荷下药柱结构响应的缩比关系,在弹性假设下,从弹性力学三个基本方程出发并考虑温度的影响,利用量纲分析法通过定义各参数的特征量,推导了固体火箭发动机装药结构响应缩比相似基准。考虑蠕变效应,利用有限元软件分析了固化降温-立式贮存1年后药柱和药柱/绝热层界面的结构响应,讨论了缩比相似基准在不同工况下的适用性。建立了药柱前后端部轴向位移与时间和缩比率的关系,基于该关系预测了立式贮存3年后药柱端部最大轴向位移量。结果表明:建立的缩比相似基准适用于固化降温工况,立式贮存工况下不同缩比率药柱沿不同特征路径的应力与应变分布规律相似,相差不超过4%,但药柱/绝热层界面应力响应差别较大,立式贮存3年后药柱端部最大轴向位移量的预测值与计算值相比误差不超过3%。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 立式贮存 量纲分析 缩比关系 结构响应预测
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基于NSGA-Ⅱ算法的柔性气缸弹射影响参数优化研究
15
作者 王卓越 杨宝生 +2 位作者 姜毅 杨哩娜 王汉平 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期99-108,共10页
柔性气缸弹射作为一种新型弹射方法,具有红外目标隐蔽,能量输出稳定等优点。为解决柔性气缸弹射过载较大、响应时间较长的问题,进一步提高弹射响应速度和弹射稳定性,引入了一种代理模型优化方法对柔性气缸弹射过程进行优化,旨在减小弹... 柔性气缸弹射作为一种新型弹射方法,具有红外目标隐蔽,能量输出稳定等优点。为解决柔性气缸弹射过载较大、响应时间较长的问题,进一步提高弹射响应速度和弹射稳定性,引入了一种代理模型优化方法对柔性气缸弹射过程进行优化,旨在减小弹射过载并提升弹射速度。基于代理模型理论,建立柔性气缸弹射代理模型,对代理模型进行精度分析,在此基础上,深入探究了充气孔直径、开启时间以及开启时长这三个关键参数对弹射动力学响应的具体影响。结合NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm II)优化算法,对弹射模型的相关参数进行了优化处理。研究结果显示:采用粒子法的有限元模型能够精确模拟柔性气缸的弹射过程;进一步的分析表明,相较于响应面模型Kriging代理模型在替代柔性气缸有限元模型方面展现出了更高的准确性。针对初始设计点,提出了通过NSGA-Ⅱ算法优化的均衡设计方案,该方案成功地将弹射速度提升了4.79%,同时将弹射过载降低了21.70%;并针对弹射速度与最大过载的优化过程给出了优化方案。 展开更多
关键词 粒子法 柔性气缸弹射 Kriging代理模型 NSGA-Ⅱ算法
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轴向分布热源激励下的Rijke型热声不稳定性的仿真研究
16
作者 孙宏权 张浩 +1 位作者 李新艳 王宁飞 《火箭推进》 北大核心 2025年第1期168-176,共9页
热声不稳定性是发生在燃烧室内由燃烧释放的热脉动和燃烧室内声场之间相互耦合而产生的一种高幅自激振荡,可能对燃烧室结构造成严重地破坏。通过数值仿真方法,建立了Rijke型热声系统模型,重点研究了轴向热源分布特性对系统热声不稳定性... 热声不稳定性是发生在燃烧室内由燃烧释放的热脉动和燃烧室内声场之间相互耦合而产生的一种高幅自激振荡,可能对燃烧室结构造成严重地破坏。通过数值仿真方法,建立了Rijke型热声系统模型,重点研究了轴向热源分布特性对系统热声不稳定性非线性行为的影响。结果表明,轴向热源的宽度及其在燃烧室中的分布位置对于热声系统的失稳行为具有显著的调节作用。具体而言,热源宽度越小,系统倾向于经历亚临界Hopf分岔,进而导致失稳。此外,研究结果表明,存在一个特定的热源宽度和轴向位置,使热声振荡的幅值达到最大。这些发现对深入理解热声不稳定性的物理机制、预测其发展过程及优化燃烧室设计具有重要的理论及实际意义。 展开更多
关键词 热声不稳定 Rijke型热声系统 分布热源 Hopf分岔
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超声速喷管扩张型面对水下喷气推进振荡特性的影响
17
作者 王德友 李世鹏 +2 位作者 郭宝俊 张北辰 王宁飞 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期240-253,共14页
为研究超声速喷管扩张型面对水下火箭推进喷管多相流动与推进性能的影响,对具有不同扩张段型面的锥形和抛物型喷管在变深度静水环境、过膨胀条件下的流动过程进行数值模拟。基于流体体积多相流模型建立水下超声速燃气射流计算模型,详细... 为研究超声速喷管扩张型面对水下火箭推进喷管多相流动与推进性能的影响,对具有不同扩张段型面的锥形和抛物型喷管在变深度静水环境、过膨胀条件下的流动过程进行数值模拟。基于流体体积多相流模型建立水下超声速燃气射流计算模型,详细分析扩张型面类型和关键参数对喷管近场流动结构、流动分离特征和推力振荡特性的影响规律。研究结果表明:深水工作喷管内的分离激波结构高度不稳定,扩张段分离点处还可能呈现气-液分离,喷管推力在满流值的基础上振荡;抛物型喷管内存在流动分离模式的动态转换,受限激波分离下气-液分离现象不显著,与型面参数相比,型面类型的影响更为突出,抛物型喷管的推力振荡比锥形喷管更缓和,且在大水深下的差异更明显;在90 m水深下,不同型面喷管平均推力的最大差异达到基准抛物型喷管的10.13%。 展开更多
关键词 水下喷气推进 超声速燃气射流 喷管型面 流动分离 推力振荡
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脉冲触发对固体火箭发动机内弹道和瞬态流场特性的影响
18
作者 卢健程 李军伟 +3 位作者 张文昊 曾佳进 牛俊博 王宁飞 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期176-191,共16页
为研究脉冲触发对固体火箭发动机内弹道及瞬态流场特性的影响,利用数值计算方法建立脉冲触发器内弹道模型、发动机侵蚀燃烧模型以及动态流场仿真模型,对固体火箭发动机脉冲触发过程进行瞬态流场仿真。研究结果表明:与实验结果相比,压强... 为研究脉冲触发对固体火箭发动机内弹道及瞬态流场特性的影响,利用数值计算方法建立脉冲触发器内弹道模型、发动机侵蚀燃烧模型以及动态流场仿真模型,对固体火箭发动机脉冲触发过程进行瞬态流场仿真。研究结果表明:与实验结果相比,压强预示误差小于5%;脉冲触发使得燃烧室内横向气流速度增大,靠近脉冲端的推进剂发生了侵蚀燃烧,侵蚀燃烧对压强抬升的贡献高达44%;脉冲触发时,越靠近脉冲入口的推进剂受侵蚀燃烧越严重,侵蚀比最大可达7.32;改变脉冲药量研究发现,脉冲药量越大,发动机压强峰值越大,压强抬升率和脉冲结束后的衰减率越大。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 脉冲触发 侵蚀燃烧 流场仿真
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基于积分形式的湍流边界层壁面摩擦速度预测方法
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作者 孟响 卢兆麟 +1 位作者 李栋 张凯 《力学学报》 北大核心 2025年第1期43-54,共12页
湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层... 湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层平均速度和雷诺应力剖面预测壁面摩擦速度的积分方法.该方法仅需要同一流向位置、边界层外层的平均流场分布,显著降低了对近壁面流场数据的依赖性.通过文献中大量的直接数值模拟和实验数据验证,该方法的相对误差在±3%以内,且受积分上下限以及边界层厚度等模型参数的影响较小.通过与文献中具有相似积分形式的壁面摩擦速度预测方法比较,发现湍流边界层壁面摩擦速度预测方法的精度与选取的总切应力模型密切相关.本文提出的壁面摩擦速度预测方法适用于不可压缩、零压力梯度光滑及粗糙壁面湍流边界层流动,具有精度高和鲁棒性强等特点,研究结果可为航空航天及能源动力等领域重大工程应用中湍流壁面摩擦阻力的准确预测和调控提供理论指导. 展开更多
关键词 壁面摩擦速度 湍流边界层 直接数值模拟 实验测量
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高密度吸热型碳氢燃料再生冷却与结焦积碳研究进展
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作者 马正正 毛倩 +2 位作者 程弋凡 石保禄 王宁飞 《航空兵器》 北大核心 2025年第1期23-39,共17页
超燃冲压发动机在高马赫数下承载的热负荷远超材料的耐温极限。再生冷却是解决上述问题的最经济有效的热防护手段之一。本文针对吸热型碳氢燃料在再生冷却通道内的流动换热、跨临界相变、超临界裂解以及气固壁面结焦积碳之间的复杂耦合... 超燃冲压发动机在高马赫数下承载的热负荷远超材料的耐温极限。再生冷却是解决上述问题的最经济有效的热防护手段之一。本文针对吸热型碳氢燃料在再生冷却通道内的流动换热、跨临界相变、超临界裂解以及气固壁面结焦积碳之间的复杂耦合过程,回顾了再生冷却领域的相关研究进展,总结了吸热型碳氢燃料的热沉测定方法,讨论了燃料热沉的热物性(物理热沉)在超临界相变过程中的变化和热解反应路径对化学热沉的影响;系统分析了燃料在再生冷却通道内的结焦积碳定量测量方法,通过已有实验和模拟讨论了结焦积碳的反应路径,揭示了影响结焦积碳量和形貌的关键影响因素,并从燃料添加剂和再生冷却壁面修饰两方面对结焦积碳的抑制方法进行了阐述。最后,讨论了实验室尺度的单管通道到实际应用尺度的多管并联通道内的流动换热特性,将再生冷却通道内的流动、燃料相变、热解和结焦积碳相耦合进行了综合分析,为超燃冲压发动机再生冷却技术的优化提供了理论支持。 展开更多
关键词 高密度碳氢燃料 热沉 再生冷却 结焦积碳 换热 超燃冲压发动机 高超声速
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