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我国航空航天结构强度事业的开拓者——黄玉珊
1
作者 索涛 李玉龙 郭万林 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期914-947,共34页
黄玉珊先生是我国著名的力学家、航空航天科学家,新中国航空高等教育的奠基人.他不满14岁考入大学,不满23岁时师从国际著名力学大师铁摩辛柯获博士学位,随即义无反顾地回到战火连绵的祖国,受聘中央大学教授.新中国成立后,面对航空工业... 黄玉珊先生是我国著名的力学家、航空航天科学家,新中国航空高等教育的奠基人.他不满14岁考入大学,不满23岁时师从国际著名力学大师铁摩辛柯获博士学位,随即义无反顾地回到战火连绵的祖国,受聘中央大学教授.新中国成立后,面对航空工业初建时期技术基础薄弱、人才储备不足、教育体系不完善的困境,他呕心沥血,鞠躬尽瘁,建立新学科,开创新局面,毕生致力于祖国航空航天教育和科技事业.他被认为是我国旧飞机疲劳定寿和延寿、损伤容限评定和新飞机损伤容限设计最早的创始人之一,也是我国飞机自激励振动研究和航天结构环境强度事业的开拓者.本文通过回顾黄玉珊先生在固体力学、航空航天结构强度领域的主要学术成果和卓越贡献,缅怀其坚定不移的报国情怀、严谨求实的治学态度、勇于开拓的创新精神、高瞻远瞩的学术视野以及求真务实的教育思想. 展开更多
关键词 固体力学 结构强度 飞行器设计 航空航天
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CO_(2)在RP5航空燃油中的质扩散系数测量 被引量：1
2
作者 李超越 冯诗愚 +1 位作者 徐雷 王志凌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期412-418,共7页
根据数字全息干涉度量原理搭建了气液质扩散系数测量实验平台,设计并加工了中空不锈钢恒温扩散槽,采用自编程序进行数字图像处理,通过测量298.15 K时0.33 mol/L KCl溶液在水中的质扩散系数验证了实验系统的正确性。实验测量了常压下278.... 根据数字全息干涉度量原理搭建了气液质扩散系数测量实验平台,设计并加工了中空不锈钢恒温扩散槽,采用自编程序进行数字图像处理,通过测量298.15 K时0.33 mol/L KCl溶液在水中的质扩散系数验证了实验系统的正确性。实验测量了常压下278.15~343.15 K温度范围内CO_(2)在RP5航空燃油中的质扩散系数。随着温度的增加,CO_(2)在RP5航空燃油中的质扩散系数逐渐增大。不同温度下的质扩散系数可利用Arrhenius方程模型进行拟合,而且质扩散系数理论模型计算与实验测量结果之间的相对误差均小于9.51%。在实际工程应用中,可根据拟合的Arrhenius方程对CO_(2)在RP5航空燃油中的质扩散系数进行准确的预测,实验测量结果为燃油箱惰化系统的优化设计提供了数据支持。 展开更多
关键词 质扩散系数 数字全息干涉 CO_(2)RP5航空燃油 数字图像处理
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航空发动机在超声速引射系统中的应用分析
3
作者 徐大川 阳玲 +2 位作者 史煜 顾蕴松 任泽斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期125-133,共9页
航空发动机可以对空气增压,并且增加气流温度,理论上存在应用于超声速引射系统的可能。分析了气源对引射器性能的影响以及引气对航空发动机的影响,介绍了3种航空发动机在超声速引射系统中可能的布局方案。针对某领域内的排气参数要求,... 航空发动机可以对空气增压,并且增加气流温度,理论上存在应用于超声速引射系统的可能。分析了气源对引射器性能的影响以及引气对航空发动机的影响,介绍了3种航空发动机在超声速引射系统中可能的布局方案。针对某领域内的排气参数要求,分别对3种布局方案进行了计算分析。计算结果表明,当上游气体压强为0.044×10^(5) Pa和0.0293×10^(5) Pa时,通过合理选择发动机的布局以及工作参数,发动机可以直接将上游气体排出或者作为驱动气源应用于超声速引射系统。 展开更多
关键词 航空发动机 压缩机 超声速引射系统 引射器 计算分析
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挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识与控制 被引量：2
4
作者 陈竑宇 陈提 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期433-445,共13页
挠性航天器的姿态机动与其挠性部件的振动存在强耦合,这导致系统表现出明显的非线性特征,其动力学行为的描述与控制是非常具有挑战的问题.为了处理挠性航天器建模与姿态控制中的非线性问题,针对挠性航天器的姿态控制问题提出了一种基于K... 挠性航天器的姿态机动与其挠性部件的振动存在强耦合,这导致系统表现出明显的非线性特征,其动力学行为的描述与控制是非常具有挑战的问题.为了处理挠性航天器建模与姿态控制中的非线性问题,针对挠性航天器的姿态控制问题提出了一种基于Koopman算子理论的数据驱动建模方法,并基于数据驱动辨识得到的模型设计了最优控制器,实现对挠性航天器的姿态控制和振动抑制.首先,提出了一种基于Koopman算子理论和非线性系统稀疏性辨识算法(SINDY)的SO(3)上挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识方法,根据SO(3)上挠性航天器姿态的动力学特点,设计了一组包含姿态动力学状态的观测函数,用于提升空间上挠性航天器姿态动力学的广义线性模型稀疏性辨识.然后,在小角速度假设下进行全局线性化,通过去除广义线性模型中的高阶项来得到挠性航天器姿态动力学的有限维Koopman稀疏模型,并通过仿真验证了广义线性SINDY模型与Koopman线性化模型的预测能力.最后,以数据辨识得到的线性化模型为基础,提出了基于Koopman算子的最优线性二次型调节器(LQR)用于挠性航天器的姿态控制与振动抑制.通过仿真验证了所提出控制器的效果,并将所提出的控制器与经典非线性最优控制方法进行对比,证明了所提出算法的优势. 展开更多
关键词 挠性航天器 SO(3) Koopman算子 数据驱动 SINDY LQR
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翼伞翼型非定常气动特性数值模拟研究
5
作者 王震 钟伟 +2 位作者 王同光 李旭东 张红英 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1255-1266,共12页
翼伞的非定常气动特性关乎飞行稳定性和飞行安全,是一个值得深入研究的问题。采用计算流体力学(CFD)方法对迎角动态变化下的翼伞翼型开展非定常数值模拟,分析平均迎角、迎角振幅和缩减频率对翼伞翼型非定常气动力和流场形态的影响。结... 翼伞的非定常气动特性关乎飞行稳定性和飞行安全,是一个值得深入研究的问题。采用计算流体力学(CFD)方法对迎角动态变化下的翼伞翼型开展非定常数值模拟,分析平均迎角、迎角振幅和缩减频率对翼伞翼型非定常气动力和流场形态的影响。结果显示:平均迎角、迎角振幅和缩减频率3个参数中的任一个增大,都导致翼伞翼型气动力的非定常性显著增强;平均迎角与迎角振幅共同决定翼型迎角动态变化的范围,显著影响翼伞翼型的动态失速特性;缩减频率的变化对翼伞翼型的升力迟滞效应产生影响,最大升力系数随缩减频率的增加而呈线性增大。流场分析表明:翼伞翼型迎角动态增大阶段的非定常效应,延缓了翼型流动分离的发生,并使分离涡紧贴上翼面呈扁平形状,共同促使翼伞翼型的临界迎角和最大升力系数相对定常情况显著增大。研究成果有助于增进对翼伞翼型非定常气动力和流场规律的理解,为复杂风环境下的翼伞非定常气动力预测和安全性评估提供支撑。 展开更多
关键词 翼伞 翼型 气动性能 动态失速 缩减频率
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基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模与试飞验证
6
作者 张宏林 程卫真 夏品奇 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期542-551,共10页
为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模... 为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模方法和校准试验方法。以单项加载试验建立模型,复合加载试验验证模型,验证分析给出最大的载荷相对误差为3.83%,优于5%的飞行实测工程要求。使用FBG传感器和应变计等2种不同传感器,完成直升机旋翼动载荷对比试飞,测量结果在时域和频域都可以相互验证。试飞结果表明:FBG传感网络测量结果正确有效,基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模方法合理可行。 展开更多
关键词 分布式FBG传感测量 桨叶 动载荷 工程建模 飞行试验
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一种基于浸没边界-大涡模拟的降落伞流固耦合计算方法
7
作者 张扬 濮天梅 +2 位作者 周春华 欧阳弘扬 童旭东 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第2期96-109,I0002,共15页
降落伞充气过程涉及复杂的流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)现象,浸没边界(immersed boundary,IB)方法作为一种边界非协调方法,适合处理这种非线性大变形FSI问题。将Mittal等提出的尖锐界面IB方法与大涡模拟(large eddy simul... 降落伞充气过程涉及复杂的流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)现象,浸没边界(immersed boundary,IB)方法作为一种边界非协调方法,适合处理这种非线性大变形FSI问题。将Mittal等提出的尖锐界面IB方法与大涡模拟(large eddy simulation,LES)相结合(LES/IB),应用于中高雷诺数(Re)降落伞绕流的模拟。在此基础上,结合非线性有限元方法,建立了一种基于适合复杂外形非均匀湍流的动态Vreman亚格子(Vreman subgrid-scale,Vreman SGS)模型的FSI方法,用于模拟降落伞充气过程。最后,通过经典的圆柱绕流算例(Re=3900)验证所发展的LES/IB方法的准确性。结果表明,LES/IB方法对平均阻力系数(C_(D))、后缘点平均背压系数(-C_(p,b))和斯特劳哈尔数(St)的计算结果与直接数值模拟、LES和实验结果吻合较好,误差均低于8%。此外,利用发展的Vreman SGS模型对典型的圆伞和十字伞充气过程中的气动性能和结构响应进行了分析,并与Smagorinsky SGS模型进行了对比。结果表明,在降落伞充气呼吸阶段,两者对阻力系数和投影面积的计算结果吻合较好,相对误差均在5%以内,验证了本文FSI方法的可靠性。 展开更多
关键词 降落伞充气 流固耦合 浸没边界方法 大涡模拟 亚格子模型
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行业研究型高校大型仪器设备共享改革与探索
8
作者 钱晓辉 宗思雨 吴丝雨 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期241-244,262,共5页
行业研究型高校是服务国家战略、驱动创新和拔尖人才培养的重要组成部分,大型仪器设备是其综合实力的重要体现。然而,由于大型仪器设备开放共享工作仍处于起步阶段,开放共享机制和激励机制尚不完善。如何统筹行业研究型高校的大型仪器... 行业研究型高校是服务国家战略、驱动创新和拔尖人才培养的重要组成部分,大型仪器设备是其综合实力的重要体现。然而,由于大型仪器设备开放共享工作仍处于起步阶段,开放共享机制和激励机制尚不完善。如何统筹行业研究型高校的大型仪器设备开放共享,对优化科技资源配置、全面提升创新和拔尖人才培养质量具有至关重要的作用。针对行业研究型高校大型仪器设备共享工作中存在的主要问题,结合学校实践经验,提出了优化制度设计实现行业范围内共享、调整激励政策提升共享效益、整合大型仪器设备分散管理探索更大效用、梳理涉密仪器设备开放清单及范围并实施分级管理等措施,这些探索可以为提升行业研究型高校仪器设备共享水平提供参考。 展开更多
关键词 行业研究型高校 大型仪器设备 设备共享 困境与探索
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基于改进APF-QRRT^(*)策略的移动机器人路径规划 被引量：1
9
作者 刘文浩 余胜东 +4 位作者 吴鸿源 胡文科 李小鹏 蔡博凡 马金玉 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期21-26,33,共7页
针对Q-RRT^(*)算法在路径规划过程中无法兼顾可达性和安全性的问题,提出一种改进APF-QRRT^(*)(IAPF-QRRT^(*))路径规划策略。IAPF-QRRT^(*)策略通过Q-RRT^(*)算法获得一组连接起点到终点的离散关键路径点,较传统的快速搜索随机树(RRT^(... 针对Q-RRT^(*)算法在路径规划过程中无法兼顾可达性和安全性的问题,提出一种改进APF-QRRT^(*)(IAPF-QRRT^(*))路径规划策略。IAPF-QRRT^(*)策略通过Q-RRT^(*)算法获得一组连接起点到终点的离散关键路径点,较传统的快速搜索随机树(RRT^(*))算法具备更好的初始解和更快的收敛速度。改进传统人工势场(APF)方法获得一种新的无势正交向量场,在一定条件下使整体排斥向量场与吸引向量场正交,并将其作用于关键路径点,从而提高路径的安全性。将IAPF-QRRT^(*)策略与其他算法比较,通过数值模拟实验证明了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 人工势场法 Q-RRT^(*)算法 安全性
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多级降噪联合特征增强的轴承故障诊断 被引量：1
10
作者 廖运虎 纪国宜 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期199-208,共10页
对于强噪声背景下,滚动轴承早期故障特征难以提取的问题,提出以改进奇异值分解(improved singular value decomposition,ISVD)联合改进小波分解的多级降噪为预处理,以参数自适应多点最优最小熵解卷积(multipoint optimal minimum entrop... 对于强噪声背景下,滚动轴承早期故障特征难以提取的问题,提出以改进奇异值分解(improved singular value decomposition,ISVD)联合改进小波分解的多级降噪为预处理,以参数自适应多点最优最小熵解卷积(multipoint optimal minimum entropy deconvolution adjusted,MOMEDA)特征增强为后处理的新方法。先是针对奇异值分解难以选择奇异值的问题,提出一种ISVD降噪方法,避免了奇异值的选取;针对软、硬阈值小波降噪的缺陷,提出一种新的小波降噪方法。针对MOMEDA中多点峭度谱求解周期时易受噪声干扰问题,首先利用多级降噪对信号进行降噪预处理,再利用新的周期指标多点包络峭度谱识别周期。通过仿真以及试验验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 多级降噪 改进奇异值分解(ISVD) 改进小波分解 多点包络峭度谱 强噪声
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热力作用下铝合金结构应力及强度研究
11
作者 何志全 邱慧慧 +2 位作者 孙瑀珩 郭玉杰 魏小辉 《机械强度》 北大核心 2025年第5期140-151,共12页
飞机缝翼在服役过程中会受到热载荷和气动力的共同作用,并对结构的安全产生影响。以缝翼结构中广泛使用的典型铝合金结构作为主要研究对象,采用试验和有限元方法研究其在热力作用下的应力分布及结构强度。首先,为了探究温度对材料特性... 飞机缝翼在服役过程中会受到热载荷和气动力的共同作用,并对结构的安全产生影响。以缝翼结构中广泛使用的典型铝合金结构作为主要研究对象,采用试验和有限元方法研究其在热力作用下的应力分布及结构强度。首先,为了探究温度对材料特性的影响,分别进行了4组不同温度状态下2024-T62矩形薄板的线性拉伸试验和开孔薄板的高温拉伸破坏试验,试验表明,高温环境对材料弹性模量有折减作用,并且在190℃环境下,试验件的承载强度下降了15%。因此,考虑温度对材料参数的折减作用可以建立更为精确地预估结构强度的模型。其次,针对铝合金零件及结构的热应力问题,分别以铝合金薄板和简化的缝翼结构为对象,进行热力共同作用下的试验和仿真,建立了一套热力共同作用下的建模方法及热应力测量的试验技术,铝合金薄板的仿真与试验结果对比误差最大为10%;简化的缝翼结构热应力仿真与试验结果对比的趋势较好,最大误差为20%。此外,通过该试验还发现热应力对边界条件的设置尤为敏感,对于约束复杂的模型,需要扩大建模范围至边界条件稳定处才能模拟实际热应力的作用。 展开更多
关键词 铝合金 温度依赖性 热力共同作用 热应力 结构强度 有限元分析
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激光冲击强化TC17钛合金叶片高周疲劳强度评估模型
12
作者 尚一博 伏宇 +8 位作者 张璇 周留成 何云 沈庆阳 王晨 易敏 何卫锋 张学宝 高伟思 《表面技术》 北大核心 2025年第11期184-194,共11页
目的预测和评估激光冲击强化TC17钛合金叶片的高周疲劳强度。方法测试表面激光强化后的硬度和残余应力分布,开展拉伸和振动疲劳试验,分析硬度和残余应力演化规律,基于内部疲劳极限理论和临界距离理论,建立考虑表面完整性的强化叶片疲劳... 目的预测和评估激光冲击强化TC17钛合金叶片的高周疲劳强度。方法测试表面激光强化后的硬度和残余应力分布,开展拉伸和振动疲劳试验,分析硬度和残余应力演化规律,基于内部疲劳极限理论和临界距离理论,建立考虑表面完整性的强化叶片疲劳极限预测模型,结合有限元模态数值仿真,对表面强化后的钛合金叶片高周疲劳强度进行预测。结果板状拉伸试样的疲劳试验结果表明,表面强化后钛合金材料的疲劳极限提升13.41%。模拟叶片试样的弯曲振动疲劳试验结果表明,表面强化后叶片的疲劳极限提升7.77%。基于内部疲劳极限理论,结合硬度和残余应力试验结果,确定危险点位于距表面80μm处。针对危险点处,基于临界距离理论开展叶片疲劳极限预测,模型预测精度误差不超过15%。结论表面激光强化可以有效提升TC17钛合金材料和叶片的高周疲劳极限。本文建立的表面强化叶片疲劳极限预测模型,能够精确预测具有复杂曲面结构的表面强化叶片的高周疲劳极限,可以为喷丸强化、激光强化、激光冲击+喷丸复合强化等多种强化方式的叶片疲劳性能评估提供参考。 展开更多
关键词 钛合金叶片 激光冲击强化 高周疲劳 临界距离理论 内部疲劳极限理论 强度评估
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飞机复杂运动机构故障诊断方法体系结构研究
13
作者 何东钰 印寅 +4 位作者 梁涛涛 董奥杰 张鹏 魏小辉 聂宏 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1167-1182,共16页
针对当前飞机复杂运动机构的故障诊断研究多侧重于系统功能失效分析,对机构运动特征与实际故障之间关联机制解析不足的问题,开展了复杂运动机构故障诊断方法研究。提出一种数据生成、特征处理以及数据分析三层展开的故障诊断分析体系。... 针对当前飞机复杂运动机构的故障诊断研究多侧重于系统功能失效分析,对机构运动特征与实际故障之间关联机制解析不足的问题,开展了复杂运动机构故障诊断方法研究。提出一种数据生成、特征处理以及数据分析三层展开的故障诊断分析体系。从复杂运动机构的运动规律和性能出发,确定典型故障工况的参数映射关系,基于动力学模型引入故障参数体系实现典型故障工况时序信号样本集的生成;使用二维图像转换方法对一维时序信号进行映射,建立特征级融合的多维张量;依托深度学习算法实现复杂运动机构的故障精准诊断。以建立的方法体系为基础设计基于格拉姆角场和马尔可夫变迁场方法的协同特征转换,以及引入通道、空间注意力机制的残差网络故障诊断模型。以起落架下位撑杆锁机构为例完成试验验证,仿真试验结果表明,所提出的方法在95%置信度下的准确率不低于0.9566,验证了方法在飞机复杂运动机构故障诊断应用方面的可行性;消融试验结果表明,所提方法表现最优,验证了方法设计的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 体系结构 特征融合 残差网络 注意力机制 下位撑杆锁
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直升机发动机引气限流及温降特性研究
14
作者 罗平根 曾曼成 +1 位作者 陈政 夏文庆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期236-242,共7页
直升机发动机规定环控系统引气量不应超出其最大允许值,以避免发动机功率损失过大。考虑到飞行姿态变化对引气参数的影响,提出了“超临界喷嘴流量因子”的概念,并推导出相应的计算公式。试验数据显示,发动机最大引气量的实测数据与理论... 直升机发动机规定环控系统引气量不应超出其最大允许值,以避免发动机功率损失过大。考虑到飞行姿态变化对引气参数的影响,提出了“超临界喷嘴流量因子”的概念,并推导出相应的计算公式。试验数据显示,发动机最大引气量的实测数据与理论计算值偏差在3%以内,验证了该方法在发动机引气限流上的准确性和实用性。该方法简化了测试流程,避免了流量传感器对引气流动特性的干扰,提高了测试精度。此外,为减少引气量并消除高温引气管路对周边设备的安全隐患,结合工程实际对引气管路的保温措施进行了改进,并研究了不同引气温度、压力和流量条件下,引气管路出口和保温层外表面的温降特性。本文研究成果为引气管路设计优化,提高热效率及直升机的安全运行提供了技术参考。 展开更多
关键词 直升机 引气限流 超临界喷嘴 流量因子 温降
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考虑平台质心偏置的索并联系统性能优化
15
作者 白孟轩 曾建江 +4 位作者 陈强 郑茂盛 尤禄杰 陈建平 童明波 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期301-309,共9页
索并联系统力控工作空间(Force controllable workspace,FCWS)和系统刚度是索并联系统的重要性能,当运动平台质心偏离其形心位置时会产生额外力矩,对索并联系统性能产生不利的影响。为减轻质心偏置所造成的不利影响,本文针对36索6自由... 索并联系统力控工作空间(Force controllable workspace,FCWS)和系统刚度是索并联系统的重要性能,当运动平台质心偏离其形心位置时会产生额外力矩,对索并联系统性能产生不利的影响。为减轻质心偏置所造成的不利影响,本文针对36索6自由度索并联系统提出了一种新的绳索布局,通过分类最小方差法求解冗余索并联系统动力学方程,进而计算FCWS并分析了各组绳索在空间各点上对FCWS的不利影响,计算了索并联系统理论静刚度。根据质心是否发生偏置,比较分析典型布局与新布局在索并联系统性能上的优劣。结果表明:质心位于形心时,两种布局FCWS相差不大;当质心发生偏置时,交叉布局FCWS比典型布局提升约31.9%,两种布局的平动刚度相差不大,而交叉布局的扭转刚度相比典型布局得到了明显的提升,验证了新布局在改善系统性能上的有效性。所得结论为索并联系统结构布置提供了一定参考。 展开更多
关键词 力控工作空间 系统刚度 索并联系统 低重力试验模拟平台 航天返回
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飞机与发动机排气系统一体化模型的红外特性数值计算
16
作者 马壮 吉洪湖 +2 位作者 吕明浩 余雄庆 张勃 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期111-116,共6页
为了研究发动机排气系统向飞机后体传热而对飞机红外辐射特征产生的影响,建立了考虑和不考虑排气系统与飞机后体传热组合模型,通过有限体积法和反向蒙特卡罗法分别计算2种模型的流动传热特性和红外辐射特性。结果表明:考虑排气系统与飞... 为了研究发动机排气系统向飞机后体传热而对飞机红外辐射特征产生的影响,建立了考虑和不考虑排气系统与飞机后体传热组合模型,通过有限体积法和反向蒙特卡罗法分别计算2种模型的流动传热特性和红外辐射特性。结果表明:考虑排气系统与飞机后体传热时,在竖直探测面上,3~5μm波段积分辐射强度在探测角α=55°时增幅最大,增加了2.97%;8~14μm波段积分辐射强度在α=40°时增幅最大,增加了8.9%;3~5μm波段积分辐射强度随着探测角增大而先提高后降低,在α=5°时最高;8~14μm波段积分辐射强度随着探测角增大而先提高后降低,在α=90°时最高;飞机表面发射率由0.9降低到0.1时,在水平探测面上,α=45°,8~14μm积分辐射强度降低了78.6%,但是3~5μm波段积分辐射强度并没有降低,反而提高了2.56%。 展开更多
关键词 飞发一体化 排气系统 红外特性 流动传热 数值计算
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基于嵌入式神经网络数据预测的多体分离安全评估平台
17
作者 吴岸平 林敬周 +2 位作者 王岩 邹东阳 解福田 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期42-50,I0001,共10页
针对高速飞行器头罩分离等高动态多体分离问题,开展气动特性智能预测与分离轨迹仿真模拟研究,为分离系统设计、分离窗口选择、分离方案优化与评估提供技术支撑。选取典型状态点进行数值模拟计算和网格测力风洞试验,建立气动数据库。采... 针对高速飞行器头罩分离等高动态多体分离问题,开展气动特性智能预测与分离轨迹仿真模拟研究,为分离系统设计、分离窗口选择、分离方案优化与评估提供技术支撑。选取典型状态点进行数值模拟计算和网格测力风洞试验,建立气动数据库。采用融合高、低保真度数据的嵌入式神经网络进行学习训练,并结合遗传算法对神经网络结构进行优化,得到的气动力系数预测结果相较网格测力试验结果误差小于5%。在此基础上,采用四阶龙格-库塔法求解飞行器六自由度运动方程,建立了基于神经网络训练结果的分离轨迹仿真模拟方法。通过在不同初始分离条件下开展蒙特卡罗分析和灵敏度分析,评估了影响分离安全的主要因素。研究结果表明,与风洞CTS模拟轨迹结果相比,平台分离轨迹预测可靠,成本代价较低,可快速提升轨迹模拟能力,为分离方案设计提供有力支撑。 展开更多
关键词 多体分离 轨迹预测 安全评估平台 嵌入式神经网络 遗传算法
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面向DCU的流固耦合浸没边界算法异构实现
18
作者 商建东 熊威 +3 位作者 华浩波 宋昭璐 郭恒亮 张军 《计算机工程》 北大核心 2025年第7期263-274,共12页
直接力浸没边界法是求解流固耦合问题的常见方法之一,其可以有效地处理复杂的几何形状,包括移动和变形的固体。然而,三维复杂流动模拟具有网格规模大、耗时多的特点,在单核处理器上使用传统的串行算法往往无法满足计算要求。目前,在国... 直接力浸没边界法是求解流固耦合问题的常见方法之一,其可以有效地处理复杂的几何形状,包括移动和变形的固体。然而,三维复杂流动模拟具有网格规模大、耗时多的特点,在单核处理器上使用传统的串行算法往往无法满足计算要求。目前,在国产平台上对流固耦合问题的研究较少,而在国产平台上实现直接力浸没边界算法能够丰富平台的应用生态。为此,使用国产DCU(Deep Compute Unit)加速器,基于CPU-DCU异构编程,设计并实现利用三维直接力浸没边界算法求解流固耦合问题的并行程序。首先,在CPU上实现串行算法并进行热点分析,对程序热点部分使用DCU加速器进行异构加速;其次,在异构实现的基础上,结合DCU硬件特性,使用共享内存、循环分块、调整访存顺序等优化手段对核函数进行优化;最后,通过圆球绕流和仿生鱼自主游动算例对程序进行正确性验证和性能测试。实验结果表明,在雷诺数分别为100和200时,圆球的阻力系数分别为1.11和0.78,计算结果均与相关文献吻合;在雷诺数为7142的仿生鱼自主游动实验中,游动稳定后的平均前进速度为0.396,该结果与相关文献结果一致。在圆球绕流实验中,在5033万网格规模下该并行程序较串行程序获得了83.7倍的加速效果。通过两类流固耦合数值实验,验证了CPU-DCU并行直接力浸没边界算法在国产异构平台上进行计算的有效性和准确性,这为国产平台上CFD(Computational Fluid Dynamics)算法的研究提供了坚实基础。 展开更多
关键词 异构计算 DCU加速器件 访存优化 直接力浸没边界法 流固耦合
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基于改进的自适应代理模型的飞行器总体参数优化设计
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作者 李晓晨 王宇 +1 位作者 曾建江 王菡 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第4期787-794,共8页
【目的】代理模型因其快速响应能力在现代飞机概念设计中被广泛用于解决优化问题,帮助优化问题更快速地找到最优解。然而代理模型的精度高度依赖训练样本点的选择以及数量,所以加点策略成为代理模型精度提升的关键。【方法】开发出一种... 【目的】代理模型因其快速响应能力在现代飞机概念设计中被广泛用于解决优化问题,帮助优化问题更快速地找到最优解。然而代理模型的精度高度依赖训练样本点的选择以及数量,所以加点策略成为代理模型精度提升的关键。【方法】开发出一种基于全局误差期望以及局部变化率的自适应采样策略,可通过优化算法找到高质量样本点,从而以最小的代价提高代理模型的精度。【结果】通过5个不同维度测试函数将本文方法与两种自适应采样方法进行比较,结果表明该方法可以更好对复杂区域进行探索以便于找到最佳样本点。最后,基于某四座机型号总体设计需求,将本方法应用于该飞机总体参数的多目标优化设计,在满足起飞距离以及失速速度等约束要求的前提下,有效提升了航程并且降低了最大起飞重量。 展开更多
关键词 飞机概念设计 代理模型 自适应采样 多目标优化
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蒙皮-冰层界面融化脱粘超声探测
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作者 王渊 张杨 +2 位作者 王岩 朱程香 朱春玲 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第2期241-249,共9页
为解决热防护系统工作时局部冰层脱粘难以在线探测的问题,开展了基于多层介质内超声传递理论的蒙皮-冰层界面融化程度在线超声探测方法研究。构建了包含蒙皮、水膜、冰水过渡层、冰层和空气层的多层介质声学模型,采用不同中心频率的超... 为解决热防护系统工作时局部冰层脱粘难以在线探测的问题,开展了基于多层介质内超声传递理论的蒙皮-冰层界面融化程度在线超声探测方法研究。构建了包含蒙皮、水膜、冰水过渡层、冰层和空气层的多层介质声学模型,采用不同中心频率的超声脉冲波作为激励源,通过数值计算获得多层介质界面回波信号;发展用于冰层融化脱粘测量的超声信号处理算法,对原始回波信号进行处理并提取蒙皮-冰层界面回波信号特征参数,提出采用蒙皮-冰层界面超声反射系数评估冰层融化程度;搭建超声结冰探测系统,设计并制备耐低温超声传感器,在低温环境验证电加热作用下系统对冰层融化程度的测量能力。理论研究结果表明:当蒙皮表面冰层融化产生薄水膜时,可通过蒙皮-附着物界面超声反射系数变化反映冰层融化程度;将超声反射系数大于0.8作为冰层融化判据,随超声信号中心频率增大,可对更薄的水膜进行识别,7.5 MHz中心频率信号对应的水膜识别厚度为10μm。实验研究结果表明,在明冰、混合冰和霜冰结冰气象条件下,超声探测系统均可在电加热工作初期输出冰层脱粘信号。初步探索了热防护作用过程中蒙皮-冰层界面超声脉冲波传播特性,提出的冰融化程度探测方法有望进一步降低热防护能耗。 展开更多
关键词 冰层脱粘 结冰探测 在线超声探测 超声脉冲波 反射系数 融化程度
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