直升机旋翼动态失速研究新进展 被引量：1

1

作者 井思梦 招启军 +2 位作者 杨柳青 高远 赵国庆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期205-225,共21页

半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数... 半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数值分析技术的发展情况,总结了当前技术水平,并剖析了这两类技术未来的发展方向。接着,从旋翼翼型、有限翼展机翼和旋翼等多个层面,系统梳理了动态失速机理的研究进展,对现有研究进行总结与分析,指出了当前研究存在的不足与难点。然后,阐述了旋翼动态失速流动控制方法的研究现状,对比了主动与被动流动控制各自的优缺点及发展潜力。最后,介绍了旋翼动态失速半经验模型的发展,特别指出近年来迅猛发展的人工智能技术,为半经验模型降低对试验数据的依赖、提升预测精度与效率带来了新契机。模态分解、数据驱动与机器学习等先进分析技术,为直升机旋翼动态失速研究注入了新活力,推动了相关研究的发展。可以预见,人工智能技术将在未来旋翼动态失速研究中发挥重要作用。 展开更多

关键词 动态失速 翼型 有限翼展机翼 旋翼 流动控制 半经验模型 人工智能

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直升机结构响应自适应双陷波多频控制

2

作者 沈晓宇 宋来收 夏品奇 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期761-767,共7页

高效的控制算法是提升直升机减振性能的关键,本文针对直升机振动的多阶频率特征,构建自适应陷波响应分离器和控制器,建立直升机结构响应自适应双陷波控制算法,陷波响应分离器分离控制误差响应中的各阶频率成分,结合陷波控制器实现时域... 高效的控制算法是提升直升机减振性能的关键,本文针对直升机振动的多阶频率特征,构建自适应陷波响应分离器和控制器,建立直升机结构响应自适应双陷波控制算法,陷波响应分离器分离控制误差响应中的各阶频率成分,结合陷波控制器实现时域中对各阶频率响应的独立控制。基于某直升机动力学相似模型,对自适应双陷波控制进行了仿真分析和试验研究,结果表明自适应双陷波控制算法在多频率激励条件下具有良好的控制性能和更快的收敛速度,并能提升临界收敛步长,从而增强控制系统鲁棒性。 展开更多

关键词 直升机 结构响应主动控制 自适应双陷波器算法 试验研究

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直升机目标跟踪任务中飞行员控制行为研究

3

作者 贺智鑫 王洛烽 陈仁良 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期760-768,共9页

飞行员驾驶直升机完成目标跟踪任务时,可以通过视觉和运动等线索感知当前飞行状态从而产生相应的控制行为。为研究飞行员在不同运动反馈方式下的控制行为,在无运动反馈和有滚转角运动反馈两种情况下进行了飞行员人在回路仿真试验,并提... 飞行员驾驶直升机完成目标跟踪任务时,可以通过视觉和运动等线索感知当前飞行状态从而产生相应的控制行为。为研究飞行员在不同运动反馈方式下的控制行为,在无运动反馈和有滚转角运动反馈两种情况下进行了飞行员人在回路仿真试验,并提出一种遗传算法和高斯-牛顿法的混合优化算法用于飞行员模型参数估计。通过方差分析的方法探讨了不同运动反馈方式对飞行员控制行为以及飞行员模型参数的影响。研究结果表明:利用混合优化算法得到的飞行员模型参数,能够有效表示真实的飞行员控制行为与动力学特性;在不同的运动反馈方式下,飞行员会调整其控制策略,从而提高在目标跟踪任务中的表现并调节控制活动。 展开更多

关键词 飞行员模型 飞行员人在回路仿真试验 混合优化算法 方差分析 直升机-飞行员耦合系统 参数辨识

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新型复合式构型直升机气动干扰特性分析

4

作者 梁家辉 张夏阳 招启军 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期922-932,共11页

综合共轴双旋翼直升机高悬停效率和操纵效率的特点及双推力螺旋桨复合式直升机高速前飞性能的优势,将共轴双旋翼应用到双推力螺旋桨复合式直升机上。以X3复合式直升机为基准,将单旋翼改为共轴双旋翼。为研究共轴双旋翼对复合式直升机气... 综合共轴双旋翼直升机高悬停效率和操纵效率的特点及双推力螺旋桨复合式直升机高速前飞性能的优势,将共轴双旋翼应用到双推力螺旋桨复合式直升机上。以X3复合式直升机为基准,将单旋翼改为共轴双旋翼。为研究共轴双旋翼对复合式直升机气动特性的影响,建立全机快速配平方法,并在此基础上针对不同构型直升机开展气动特性分析。结果表明:相较于单旋翼构型,共轴双旋翼构型直升机空气动力学特性具有良好的对称性;在保持较好的高速前飞性能的情况下,共轴双旋翼复合构型可以显著提升悬停和低速飞行性能,悬停效率提升6.8%,100 km/h前飞速度下总需用功率降低23.1%;低速状态下共轴双旋翼对螺旋桨的气动干扰程度明显低于单旋翼构型。 展开更多

关键词 共轴双旋翼 双推力螺旋桨 复合式直升机 旋翼动量源 气动干扰

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低空风切变对大型直升机飞行特性的影响

5

作者 叶毅 陈仁良 卫圆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期226-235,共10页

为分析低空风切变对某大型直升机起飞过程中飞行特性的影响,建立风切变模型以及耦合风干扰的直升机飞行动力学模型。模拟不同强度和风向的水平风垂直切变,以及不同强度上洗和下洗垂直切变对大型直升机起飞过程中姿态、位移及操纵响应的... 为分析低空风切变对某大型直升机起飞过程中飞行特性的影响,建立风切变模型以及耦合风干扰的直升机飞行动力学模型。模拟不同强度和风向的水平风垂直切变,以及不同强度上洗和下洗垂直切变对大型直升机起飞过程中姿态、位移及操纵响应的影响。结果表明:随着水平风垂直切变强度的增大,直升机俯仰姿态逐渐出现振荡,且纵向位置偏移明显。风向的改变显著影响横、纵向周期变距。不论是上洗还是下洗垂直切变,均会引起直升机姿态变化和位置偏移,下洗引起的姿态变化幅度更大,对驾驶员操纵的影响也更为严重。 展开更多

关键词 低空风切变 直升机 飞行特性 飞行动力学 操纵响应

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直升机主减速器周期撑杆混合振动控制的机电耦合特性及工作机理研究

6

作者 岳慧裕 陆洋 +3 位作者 党崇 李程磊 马锦超 冯剑波 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1722-1731,共10页

直升机主减速器中的齿轮在啮合过程中产生的谐波振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,设计具有隔振性能的齿轮箱撑杆抑制振动向机体传递,可达到舱内降噪的目的。压电叠堆与金属材料周期排列组成压电叠堆周期撑杆(piezoelectric stack ac... 直升机主减速器中的齿轮在啮合过程中产生的谐波振动是直升机舱内噪声的主要来源之一,设计具有隔振性能的齿轮箱撑杆抑制振动向机体传递,可达到舱内降噪的目的。压电叠堆与金属材料周期排列组成压电叠堆周期撑杆(piezoelectric stack actuators periodic strut,PSAPS),其在特定频带范围内具有“机械滤波”特性,为被动控制;调节PSAPS中压电叠堆的驱动电压,使压电叠堆呈现出变刚度特性,为主动控制。为研究PSAPS的主动与被动混合振动控制方式间的耦合关系,针对压电叠堆中弹性波的传播与周期结构的机械滤波特性,设计了满足直升机齿轮啮合噪声抑制需求的PSAPS方案,并建立了其传递矩阵形式机电耦合动力学模型。从频域的角度将PSAPS两端的力与速度、驱动电压与电流、杆件几何参数与材料参数耦合起来,得到在压电叠堆最大驱动电压、电流的限制下,主、被动混合振动控制的最优力传递率;并分析了PSAPS中的橡胶阻尼损耗因子、激振力幅值、周期数对主动控制所需驱动电压与电流的影响规律。 展开更多

关键词 直升机 振动与噪声 周期结构 混合振动控制

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基于CFD方法的舰载直升机着舰风限图计算 被引量：2

7

作者 左清宇 徐国华 史勇杰 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期227-233,共7页

本文建立了一种基于Navier⁃Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾... 本文建立了一种基于Navier⁃Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾桨采用动量源模型来计算其在流场中的作用。在使用该计算方法的同时,本文采取多项式拟合的方式修正直升机非线性飞行动力学模型的计算结果,以此实现复杂流场中的直升机配平计算。应用所建立的方法,文中以UH⁃60A直升机和SFS2舰船为研究对象,进行了单机的耦合CFD方法的全机配平分析,验证了配平方法的可行性。然后引入了直升机安全着舰判据,利用耦合CFD的配平方法和安全着舰判据,计算了该机/舰组合的理论着舰风限图。 展开更多

关键词 直升机空气动力学 舰载直升机 飞行动力学 配平分析 理论风限图

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基于运动嵌套网格的直升机旋翼/机身/平尾干扰流场模拟分析 被引量：1

8

作者 张天毅 徐国华 +1 位作者 史勇杰 胡志远 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期534-544,共11页

基于运动嵌套网格方法建立了一套针对直升机旋翼/机身/平尾非定常干扰流场的数值模拟方法,并通过ROBIN机身和Caradonna&Tung旋翼算例进行了验证。应用该方法计算了悬停和前飞状态下直-9直升机旋翼/机身/平尾干扰流场,并与孤立旋翼... 基于运动嵌套网格方法建立了一套针对直升机旋翼/机身/平尾非定常干扰流场的数值模拟方法,并通过ROBIN机身和Caradonna&Tung旋翼算例进行了验证。应用该方法计算了悬停和前飞状态下直-9直升机旋翼/机身/平尾干扰流场,并与孤立旋翼、孤立机身流场的数值模拟结果进行了对比,分析了不同前飞速度下的旋翼/机身/平尾非定常气动干扰规律。计算结果表明,机身对旋翼诱导速度的干扰具有很强的方向性,并且会导致旋翼桨尖涡涡管畸变,引起旋翼拉力系数波动峰峰值增加;在旋翼下洗流作用下,机身/平尾表面呈现出复杂的非定常压力分布;随前进比增大,旋翼尾流远离平尾区域,气动干扰显著减弱。 展开更多

关键词 直升机 计算流体力学 干扰流场 运动嵌套网格 数值模拟

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不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢弯曲疲劳性能影响

9

作者 朱文林 唐鑫 +4 位作者 朱如鹏 贺自强 李发家 陆凤霞 杨长树 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期195-203,共9页

以超强耐热航空齿轮钢12Co14Ni6Cr5Mo4VNb圆柱齿轮为研究对象,采用高频脉冲法开展了不同表面改性齿轮弯曲疲劳性能试验研究,通过试验数据处理及轮齿失效机理分析,揭示了不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢齿轮承载性能影响规律.研究结果... 以超强耐热航空齿轮钢12Co14Ni6Cr5Mo4VNb圆柱齿轮为研究对象,采用高频脉冲法开展了不同表面改性齿轮弯曲疲劳性能试验研究,通过试验数据处理及轮齿失效机理分析,揭示了不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢齿轮承载性能影响规律.研究结果表明:普通喷丸对超强耐热航空齿轮钢齿轮表面无明显强化效果,超强喷丸能够显著提高超强耐热航空齿轮钢齿轮表面残余压应力,相对于普通喷丸齿轮,超强喷丸齿轮弯曲疲劳极限提高了36.04%;超强耐热航空齿轮钢齿轮对齿面粗糙度敏感性较强,粗糙度Ra≤0.2的齿轮较粗糙度0.3≤Ra≤0.4的齿轮弯曲疲劳极限提高了16.58%;弯曲疲劳试验齿轮渗碳层近表面组织为高碳马氏体和细小弥散的颗粒状碳化物,并随渗层深度增加逐渐向超低碳板条马氏体过渡;试验齿轮失效模式均为轮齿疲劳断裂,断口上可见清晰疲劳条带,超强喷丸齿轮疲劳裂纹全部萌生于齿根圆角亚表面,普通喷丸齿轮疲劳裂纹大部分在齿根圆角表面萌生. 展开更多

关键词 超强耐热钢 表面改性 残余压应力 弯曲疲劳 失效机理

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沉浮运动对翼型非定常气动力的影响

10

作者 彭裕 虞志浩 +1 位作者 江期凰 刘勇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2146-2152,共7页

采用计算流体力学的方法,建立了针对翼型动态失速数值模拟的数值计算模型,分析沉浮运动对翼型非定常气动力的影响。通过与NACA0012翼型的俯仰运动风洞实验数据进行比较,模型在轻度失速和深度失速状态下的模拟结果与试验值吻合较好,验证... 采用计算流体力学的方法,建立了针对翼型动态失速数值模拟的数值计算模型,分析沉浮运动对翼型非定常气动力的影响。通过与NACA0012翼型的俯仰运动风洞实验数据进行比较,模型在轻度失速和深度失速状态下的模拟结果与试验值吻合较好,验证了所提数值计算模型的准确性和可行性。将NACA23012翼型的沉浮运动等效为俯仰运动,两种运动方式计算得到的翼型升力特性很接近,但力矩特性差异明显,随着沉浮幅值和来流马赫数的增大,力矩特性差异进一步扩大。增加沉浮幅值,俯仰和沉浮运动气动力矩的阻尼作用明显增强,增大来流马赫数,力矩阻尼作用减小,并在马赫数为0.85时出现力矩发散现象。 展开更多

关键词 非定常气动力 翼型 动态失速 沉浮运动 计算流体力学

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温度-速度场下摩擦副界面油液热驱蠕爬与润滑特性研究

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作者 邱浩 沈瑞 +2 位作者 戴庆文 黄巍 王晓雷 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期67-80,共14页

热驱蠕爬(也称蠕爬,Migration)是指摩擦副界面油液不受外力作用,从高温区向低温区定向铺展的行为.在空间机构及精密仪器的滚动轴承中,润滑油蠕爬流失将导致摩擦阻力增大,进而影响机构的运行精度.由于摩擦和磨损在机械运动中是无法避免的... 热驱蠕爬(也称蠕爬,Migration)是指摩擦副界面油液不受外力作用,从高温区向低温区定向铺展的行为.在空间机构及精密仪器的滚动轴承中,润滑油蠕爬流失将导致摩擦阻力增大,进而影响机构的运行精度.由于摩擦和磨损在机械运动中是无法避免的,同时会伴随摩擦生热,而摩擦生热会引起摩擦副表面产生温度梯度,而运动副在空间极端工况下,液体润滑剂易受表面张力的影响,极小的温度梯度就会引起润滑剂的蠕爬流失.在现代机械工业领域,油液蠕爬流失问题常见于轴承中,工作时轴承滚道的温度较高,导致润滑剂向温度较低的滚道外围区域蠕爬流失,大大缩减了轴承寿命,导致机械设备润滑故障,降低了生产效率.对此,本文中以GCr15和Si_(3)N_(4)等典型滚动轴承球与304不锈钢平面构成的点-面接触摩擦副为研究对象,探索了温度梯度和界面运动协同作用下油液热驱蠕爬行为与润滑特性,研究了水平和竖直温度梯度作用下,干摩擦、硅油润滑以及引入不同方向温度梯度后摩擦力的变化规律,分析了滚子直径、滚子材料以及温度梯度方向对摩擦润滑性能的影响.引入了重力因素,探究了重力方向与温度梯度方向相同/相反条件下摩擦力的变化规律并观测了摩擦运动过程中接触角的变化规律.研究结果表明:在相同的试验条件下,不同直径的球摩擦力变化规律一致;当温度梯度垂直/平行于运动方向以及竖直时,会导致往返运动过程中摩擦力变化不一致,出现“对称”与“不对称”现象;当温度梯度方向与重力方向相同时,会加速硅油的热驱蠕爬;而当温度梯度方向与重力方向相反时,会对硅油的热驱蠕爬起到一定的抑制作用,进一步分析了热驱蠕爬方向对摩擦力的影响规律和接触角的变化规律.揭示了温度-速度场协同作用下界面热驱蠕爬与摩擦学行为差异产生的机制.论文的研究成果有望为空间机构和精密仪器等特殊工况下的持久定区域润滑设计提供参考,有望为复杂机械设备实现小型化、高效化以及提高设备可靠性等方面提供重要支撑,对提升航空航天高端装备设计水平有一定的借鉴意义. 展开更多

关键词 温度梯度 热驱蠕爬 界面运动 润滑 接触角

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基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱构建

12

作者 王体春 李昊 王贤伟 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1368-1382,共15页

为解决当前知识图谱构建模型过程中训练样本特征单一、关系抽取准确率低下的问题,建立一种基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱自动构建模型(KG-GSAM)。针对实体识别任务,引入格点网格结构对双向门控循环神经网络进行改进;针对关... 为解决当前知识图谱构建模型过程中训练样本特征单一、关系抽取准确率低下的问题,建立一种基于格点网格与段尺度注意力机制的知识图谱自动构建模型(KG-GSAM)。针对实体识别任务,引入格点网格结构对双向门控循环神经网络进行改进;针对关系抽取任务,引入段尺度注意力机制,搭建关系抽取神经网络。在公开数据集和近三年自动导引车领域的专利文本构建的数据集上分别进行实验,结果表明所建立模型在Precision、Recall和F1-score三个指标上与其他知识图谱构建模型相比有一定的优越性。 展开更多

关键词 知识图谱 格点网格 段尺度注意力机制 BERT模型 关系抽取神经网络 自动导引车

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含拓扑修形人字齿轮系统非线性分岔特性分析

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作者 董皓 毕越 +4 位作者 刘升升 吕鑫龙 韩灏 侯祥颖 靳广虎 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期797-804,849,850,共10页

针对人字齿轮系统运行中普遍存在的非线性振动与分岔问题,首先,笔者基于集中参数法,构建融合拓扑修形效应、时变啮合刚度与齿侧间隙影响的24自由度弯-扭-轴-摆耦合动力学模型;其次,基于势能法精确建立含拓扑修形的人字齿轮时变啮合刚度... 针对人字齿轮系统运行中普遍存在的非线性振动与分岔问题,首先,笔者基于集中参数法,构建融合拓扑修形效应、时变啮合刚度与齿侧间隙影响的24自由度弯-扭-轴-摆耦合动力学模型;其次,基于势能法精确建立含拓扑修形的人字齿轮时变啮合刚度模型,揭示修形对啮合刚度演化规律的深层机制;最后,采用龙格库塔法求解方程,结合分岔图、时域响应、频域特性、相平面轨迹及庞加莱截面,深入分析拓扑修形对系统分岔演化与混沌特性的影响。结果表明:拓扑修形后,系统振动与分岔特性的基本演化规律保持一致,局部分岔行为和振动响应得到有效改善;随着齿侧间隙增大,系统分岔特性呈现单周期、倍周期至混沌的演变趋势,在拓扑修形作用下,部分混沌解转变为周期解,整体混沌区域明显减少。理论结果与试验数据一致性较好,研究成果为高性能人字齿轮系统的动力学优化与振动控制提供了重要参考。 展开更多

关键词 人字齿 拓扑修形 时变啮合刚度 非线性 分岔特性

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智能扭转旋翼研究进展

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作者 韩东 张宇杭 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期52-66,I0001,共16页

智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控... 智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控制中的潜在价值。相较于间接驱动方式,通过压电复合材料直接驱动实现桨叶整体扭转结构紧凑、可靠性高。理论和试验研究表明,主动扭转技术可通过优化桨叶气动载荷分布有效提升旋翼效率,并通过高阶谐波控制策略显著降低桨毂振动载荷及桨涡干扰噪声。当前技术瓶颈集中于高效智能材料研发、多物理场耦合建模及多目标优化设计,未来需突破工程化应用中的可靠性、环境适应性及智能控制等难题,并拓展其在新型旋翼飞行器中的跨域应用。该技术为直升机旋翼设计从被动适应向主动调控的范式转变提供了理论支撑,具有重要的工程应用前景。 展开更多

关键词 旋翼 桨叶 智能扭转 研究进展

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旋翼翼型非定常来流动态失速力矩及阻尼特性研究

15

作者 高远 赵国庆 +2 位作者 井思梦 招启军 陆凡 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期275-284,共10页

动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型... 动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型及其变形翼型在定常/非定常来流⁃变迎角状态下的非定常气动特性进行数值模拟。对比分析计算结果发现:动态失速涡(Dynamic stall vortex,DSV)的形成与对流是造成力矩失速的主要原因;后缘涡(Trailing edge vortex,TEV)导致DSV从翼型表面抬起是引起低头力矩系数峰值的主要因素;在本文的研究范围内,定常来流状态下翼型失速方式为前缘失速,非定常来流状态下受气动外形影响翼型失速方式存在前缘失速和后缘失速,其DSV的对流速度及强度显著小于定常来流状态,而各自来流状态下不同外形翼型DSV的对流速度差异较小。在定常、非定常来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化会引起力矩发散相位角、负阻尼相位角范围、低头力矩系数峰值及其相位角有规律地增大或减小。在不同来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化对DSV形成及其演化过程的影响规律不同。 展开更多

关键词 旋翼翼型 非定常来流 动态失速 俯仰力矩 气动阻尼

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旋翼翼型激波/边界层干扰特性分析

16

作者 杨柳青 赵国庆 +3 位作者 王清 井思梦 马砾 招启军 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期739-748,共10页

采用雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法结合基于当地变量的γ-Re_(θt)转捩模型,开展了旋翼翼型的激波/边界层干扰(Shock wave/boundary layer interaction,SWBLI)特性研究。重点关注了旋翼桨尖附近可... 采用雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法结合基于当地变量的γ-Re_(θt)转捩模型,开展了旋翼翼型的激波/边界层干扰(Shock wave/boundary layer interaction,SWBLI)特性研究。重点关注了旋翼桨尖附近可能出现的SWBLI及其对气动特性和转捩特性的影响,并研究了气流参数对SWBLI的影响规律。结果表明:激波以及SWBLI引发的流动现象(例如激波后减速和流动分离)在一定程度上可以减小翼型的摩阻,但同时其自身会导致总阻力和升力特性的急剧恶化,力矩特性也会出现剧烈的变化。在本文的计算工况范围内,迎角、马赫数对SWBLI的影响较为显著,湍流度会对SWBLI造成一定程度的影响,而雷诺数对SWBLI的影响相对较小,各参数的影响机制及规律差别较大。 展开更多

关键词 旋翼翼型 跨声速流动 激波/边界层干扰 转捩 气流分离

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基于数据融合的无人机自主择址技术

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作者 周乐 尹乔之 +2 位作者 钟沛霖 魏小辉 聂宏 《兵工学报》 北大核心 2025年第8期77-89,共13页

无人机作为一种新型飞行器,正在逐步融入现代武器装备体系,成为军事领域中不可或缺的重要组成部分。为了使无人机具备安全的着陆决策系统,能够在没有地面标识的情况下自主地执行降落任务,提出一种基于多传感器数据融合从粗到精的分阶段... 无人机作为一种新型飞行器,正在逐步融入现代武器装备体系,成为军事领域中不可或缺的重要组成部分。为了使无人机具备安全的着陆决策系统,能够在没有地面标识的情况下自主地执行降落任务,提出一种基于多传感器数据融合从粗到精的分阶段自主择址技术。基于图像信息进行语义分割、实现粗糙落点搜索,在引导无人机降低飞行高度之后,基于点云信息的高程值计算地形参数、构建地形成本图,并考虑地形的类别融合图像语义信息,完成精细落点搜索。试验结果表明:该技术能够很好地划分出安全区域和危险区域,能够使无人机自主获取安全的着陆位置;在精细落点搜索阶段中通过与拟合点云平面实现决策的方式进行对比分析,验证了该技术能够较大程度地节省决策时间,提高择址效率。 展开更多

关键词 无人机 自主择址 数据融合 地形成本图 语义分割

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椭圆翼型动态失速流场模态分解与重构

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作者 曾揚洋 曾聪 +2 位作者 赵国庆 李春华 招启军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期28-41,I0001,共15页

为深入研究椭圆翼型动态失速特性、捕捉流场非定常结构,首先基于非定常雷诺平均纳维-斯托克斯方程,并通过SST k-ω、γ-Re_(θt)进行湍流和转捩建模,建立了一套适用于椭圆翼型流场模拟的数值方法。随后,对相对厚度为16%的椭圆翼型深度... 为深入研究椭圆翼型动态失速特性、捕捉流场非定常结构,首先基于非定常雷诺平均纳维-斯托克斯方程,并通过SST k-ω、γ-Re_(θt)进行湍流和转捩建模,建立了一套适用于椭圆翼型流场模拟的数值方法。随后,对相对厚度为16%的椭圆翼型深度动态失速的工况进行了数值模拟,并在时域上对流场非定常特征、气动力系数变化规律进行了深入分析。通过动态模态分解技术对速度和压力进行了特征提取,并以模态能量占比为理论基础,建立了共轭模态的截取方法,开展了流场重构与误差评估。结果表明,椭圆翼型在抬头侧前缘处产生的分离泡是其动态失速涡形成的重要征兆,各阶模态能有效描述动态失速的动力学特征,且与时域上的主要流动特征存在一致性。在各阶模态之中,一阶模态为静态模态,体现出翼型深度失速的流动特征,而流场的非定常结构则来源于共轭模态的贡献。除去一阶模态,采用75%~95%能量占比的共轭模态重构流场能一定程度地反映气动力系数在时域上的变化规律,但无法准确描述精细的非定常细节;采用99%能量占比的共轭模态重构流场,虽然在翼型发生严重流动分离的时刻存在着较大的误差且在捕捉近壁分离泡的流动细节上精度有限,但在重构气动力系数上具有较高的精度和较为有效的模型降维能力,在工程上具有应用价值。 展开更多

关键词 椭圆翼型 动态失速 动态模态分解 流场重构 数据驱动

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碳纳米管复合材料黏弹阻尼微观模型研究

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作者 陈磊 张英琦 王潇 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期266-274,共9页

为提升旋翼稳定性并探索替代传统减摆器的新途径,研究了在旋翼桨叶中嵌入碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)短纤维,利用其黏弹滑移效应增强结构阻尼的方法。针对CNT的黏弹滑移机理,建立了微观力学模型。基于界面临界剪切应力和施加载荷,分... 为提升旋翼稳定性并探索替代传统减摆器的新途径,研究了在旋翼桨叶中嵌入碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)短纤维,利用其黏弹滑移效应增强结构阻尼的方法。针对CNT的黏弹滑移机理,建立了微观力学模型。基于界面临界剪切应力和施加载荷,分析了CNT的滑移行为,并推导了微观参数与宏观阻尼之间的显式表达式。该模型充分考虑了CNT的几何参数和力学性能等关键参数对其阻尼效应的影响。结果表明,模型预测的阻尼效果与实验结果吻合良好;通过嵌入CNT,可使复合材料的滑移阻尼显著提升,达到基体阻尼的11倍左右。 展开更多

关键词 微观力学模型 黏弹滑移 滑移阻尼 碳纳米管复合材料

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自注意力机制下多尺度特征融合的轴承故障诊断

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作者 史浩进 邱吉尔 +2 位作者 陶洪峰 唐金琳 靳广虎 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1603-1610,共8页

针对多层次、非线性和非平稳的滚动轴承振动信号会导致轴承跨工况故障诊断困难的问题,提出了一种自注意力机制下多尺度特征融合的故障诊断模型。首先,通过不同尺度的卷积核分别提取轴承原始振动信号的低频特征与局部时域特征;其次,构建... 针对多层次、非线性和非平稳的滚动轴承振动信号会导致轴承跨工况故障诊断困难的问题,提出了一种自注意力机制下多尺度特征融合的故障诊断模型。首先,通过不同尺度的卷积核分别提取轴承原始振动信号的低频特征与局部时域特征;其次,构建嵌入多头自注意力(multi-headed self attention,MHSA)模块和压缩激励自注意力(squeezeand-excitation,SE)模块的多尺度特征融合模块MHSA-SE代替传统的拼接方法,进一步挖掘振动信号时频特征的内在联系,以提高跨工况诊断的性能。同时,采用批量归一化处理,以减少内部变量偏移,改善训练性能。实验结果表明,该端到端故障诊断方法能充分联合不同尺度特征,使跨工况的平均诊断精度达到97%以上。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 卷积神经网络 多尺度特征融合 自注意力机制

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