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航空气动噪声机器学习研究进展
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作者 张巧 杨党国 +1 位作者 吴德松 张伟伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1-17,I0001,共18页
气动噪声源自气体流动过程中的压力脉动,可能引发声疲劳和声振耦合,是航空器安全性和舒适性的重要影响因素,其研究方法主要包括理论方法、风洞试验测量和数值模拟。然而,这些方法存在测量结果单一、难以与流动结构建立有效关联、高精度... 气动噪声源自气体流动过程中的压力脉动,可能引发声疲劳和声振耦合,是航空器安全性和舒适性的重要影响因素,其研究方法主要包括理论方法、风洞试验测量和数值模拟。然而,这些方法存在测量结果单一、难以与流动结构建立有效关联、高精度噪声数据获取困难等问题。机器学习方法具有高效、快速、低成本等优势,在航空气动噪声领域展现出巨大潜力。本文概述了机器学习在航空气动噪声领域的最新研究进展,重点综述了其在稀疏测点下声场重构和气动噪声预测方面的应用。最后,分析了目前机器学习方法在气动噪声研究中泛化性弱、预测精度不足、缺乏物理解释性等共性问题,并展望了其未来发展趋势,为基于机器学习方法进行气动噪声研究提供参考。 展开更多
关键词 机器学习 气动噪声 声场重构 压缩感知
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基于不确定性预测的气动力建模与主动采样
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作者 张子军 李怀璐 +2 位作者 赵彤 王旭 张伟伟 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第1期12-21,I0001,共11页
神经网络方法作为一种高效高精度建模方法,在多个领域得到广泛应用,但其自身的“黑箱”特性结合工程问题特有的小样本现象使得模型可靠性不足,预测结果不确定性大,严重制约了神经网络模型的使用。为提高神经网络模型的工程适用性,以飞... 神经网络方法作为一种高效高精度建模方法,在多个领域得到广泛应用,但其自身的“黑箱”特性结合工程问题特有的小样本现象使得模型可靠性不足,预测结果不确定性大,严重制约了神经网络模型的使用。为提高神经网络模型的工程适用性,以飞机纵向非定常气动特性为研究对象,利用时间卷积神经网络实现了纵向大幅振荡风洞试验的时域非定常气动力建模,并使用MC-Dropout技术对预测结果的不确定性进行评估。在此基础上结合不确定性分析结果,开展了风洞试验样本主动采样。结果表明,模型不确定性可作为预测精度的先验评价指标,模型预测误差与不确定性具有强线性关系,主动采样策略较随机采样策略可以最多降低40%的样本需求,验证了该方法在提升黑箱模型可信度与降低建模样本需求量方面的有效性。 展开更多
关键词 大迎角 风洞试验 非定常气动力 神经网络 不确定性 主动采样
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基于多级库存管理理论的导航星座可用性研究
3
作者 赵灵峰 黄朝伟 +3 位作者 林若禹 黄莎莎 薛小锋 冯蕴雯 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第2期222-232,共11页
目前星座可用性的备份策略研究方法单一且忽略了卫星短期故障,采用马尔可夫理论但对备份策略研究不够深入。针对上述问题,提出了一种基于多级库存管理理论并考虑星座状态的星座可用性研究方法。以备份卫星的保障率为指标建立星座备份策... 目前星座可用性的备份策略研究方法单一且忽略了卫星短期故障,采用马尔可夫理论但对备份策略研究不够深入。针对上述问题,提出了一种基于多级库存管理理论并考虑星座状态的星座可用性研究方法。以备份卫星的保障率为指标建立星座备份策略的数学模型;根据马尔可夫理论,结合单星可用性和星座状态概率进一步建立星座服务可用性数学模型;以某导航星座为例进行案例分析对比。根据模型计算结果,探究了星座故障状态概率变化;给出了备份卫星部署位置、补充时机以及增加数量对提高星座服务可用性的影响;验证了短期故障对卫星星座可用性的影响程度与长期故障相当,在工程应用中不可忽视。 展开更多
关键词 卫星星座 多级库存管理理论 备份策略 PETRI网 马尔可夫过程 星座可用性
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基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法
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作者 冯蕴雯 杨容霁 +2 位作者 薛小锋 刘佳奇 高涛 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期222-239,共18页
机电产品高加速剖面制定方法存在剖面关键要素与激励失效机制关联性不明确、故障激发效率低、试验成本高等问题。为打通累积损伤与振动试验剖面关键要素之间的关联机制,提出基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法,通过动态控制损伤增... 机电产品高加速剖面制定方法存在剖面关键要素与激励失效机制关联性不明确、故障激发效率低、试验成本高等问题。为打通累积损伤与振动试验剖面关键要素之间的关联机制,提出基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法,通过动态控制损伤增量,实现对振动试验剖面的精细化设计。结合振动损伤机制分析与功率谱密度频域解析技术,量化振动激励与累积损伤之间的映射关系,建立振动激励-损伤对应模型(Vibration Excitation-Damage Corresponding Model,CM-VED),以某型引信振动高加速步进试验为例验证所提方法的有效性。研究结果表明:获得的振动高加速试验剖面较标准固步法破坏极限激发精度提高60%,在保证高激发精度的基础上时间较均分法缩短33.33%;所提CM-VED可为建立激励-损伤对应关系提供理论依据;所提基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法可在保证激发精度的前提下降低试验成本,为机电产品振动高加速试验剖面设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 高加速试验 近似损伤 振动激励 剖面设计 量化映射
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HTPB推进剂的宽温抗高过载性能
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作者 李猛 李智慧 苗应刚 《火炸药学报》 北大核心 2025年第4期382-391,I0004,共11页
为考察HTPB推进剂的宽温域抗高过载性能,基于一维应力波传播和加载理论开发了用于推进剂高过载加载的试验系统,实现了单脉冲加载推进剂试样过载幅值和脉宽的理论设计,并结合波形整形技术实现了高过载应力波的精确控制;开展了HTPB推进剂... 为考察HTPB推进剂的宽温域抗高过载性能,基于一维应力波传播和加载理论开发了用于推进剂高过载加载的试验系统,实现了单脉冲加载推进剂试样过载幅值和脉宽的理论设计,并结合波形整形技术实现了高过载应力波的精确控制;开展了HTPB推进剂在不同温度(-50、-20、0、25和70℃)、不同过载幅值(12000、16000 g)和不同加载脉宽(100、200、300μs)下的系列试验,结合μCT试验结果和有限元方法分析了HTPB推进剂在上述加载条件下的损伤响应特征。结果表明,相同高过载幅值和脉宽加载条件下,随着温度降低,应力水平提高;相同高过载幅值和温度的条件下,随着脉宽增加,应力水平也提高;推进剂在高低温下的应力分布呈现较为统一的规律,其最大应力均发生在载荷爬升段的终点时刻附近,且均在药条底端发生应力集中;将随应变率和温度变化的抗压强度作为强度判据,通过应力场、应变率场和温度的耦合分析,该推进剂试样在16000 g过载、5种不同温度和3种不同脉宽下均能保证其完整性;同时,μCT试验结果表明,温度的升高会抑制损伤特征的形成,而加载脉宽的增加则会促进损伤特征的形成。 展开更多
关键词 材料力学 HTPB推进剂 高过载 温度 应变率 脉宽
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两种星型蜂窝夹芯板的抗低能冲击研究
6
作者 吉国明 李易兴 +1 位作者 韩庆 王睿文 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期93-100,共8页
为研究负泊松比内凹星型(RES)、内凹圆弧星型(RECS)蜂窝夹芯板的抗低能冲击性能,通过商业软件ANSYS/LS-DYNA建立了含复合材料层合板、ABS蜂窝的蜂窝夹芯板有限元模型,数值方法分析了半球头圆柱冲头分别在10 J,15 J,30 J的低冲击能量下,... 为研究负泊松比内凹星型(RES)、内凹圆弧星型(RECS)蜂窝夹芯板的抗低能冲击性能,通过商业软件ANSYS/LS-DYNA建立了含复合材料层合板、ABS蜂窝的蜂窝夹芯板有限元模型,数值方法分析了半球头圆柱冲头分别在10 J,15 J,30 J的低冲击能量下,面外、面内冲击蜂窝夹芯板的冲击响应。分析对比了不同冲击条件下冲头位移-时间历程、冲头接触力-时间历程以及蜂窝夹芯板的吸能占比。仿真结果表明,在相同的冲击条件下,RECS蜂窝夹芯板损伤深度均大于RES蜂窝夹芯板,并且在面内冲击时差异更加明显;但相同条件下,冲击RECS冲头拥有更低的反弹速度,即RES蜂窝夹芯板比RECS蜂窝夹芯板具有更好的抗冲击性能,但RECS具有更好的吸能性能。 展开更多
关键词 星型蜂窝 低能冲击 负泊松比 夹芯板
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主最低设备清单电子化编制的基础规范对比研究
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作者 袁昌盛 顾志武 +1 位作者 薛小锋 冯蕴雯 《航空工程进展》 2025年第2期209-214,共6页
飞机运行类手册的电子交互化对其应用效果和维护更新方面带来了巨大的改善。在手册电子交互化建设过程中,基础规范的选择至关重要。基于主最低设备清单(MMEL)的电子化编制需求和使用过程,对两种主要的规范ATA2300和S1000D进行分析和研究... 飞机运行类手册的电子交互化对其应用效果和维护更新方面带来了巨大的改善。在手册电子交互化建设过程中,基础规范的选择至关重要。基于主最低设备清单(MMEL)的电子化编制需求和使用过程,对两种主要的规范ATA2300和S1000D进行分析和研究,分析两种规范的数据组织形式、数据模块结构、数据定义方面的异同,以及其对项目开发的支持能力等,根据项目和项目研制单位本身特点给出选择基础标准的一些考虑因素。结果表明:在飞机运行类技术手册以及MMEL的建设中,更适于选择ATA2300规范。 展开更多
关键词 最低设备清单 交互式电子技术手册 基础规范 ATA2300 S1000D
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关于单位载荷法求解桁架杆件转角的讨论
8
作者 王乐 杨智春 王慧 《力学与实践》 2025年第2期435-439,共5页
通过一个桁架杆件转角的求解示例,介绍了单位载荷法求解桁架杆件转角的标准解法及两个误区,从结构力学的基本假设及单位载荷法的基本概念分析了其产生原因及应对办法,表明了理论及方法的基本假设和基本概念的重要性,可供教师讲授或学生... 通过一个桁架杆件转角的求解示例,介绍了单位载荷法求解桁架杆件转角的标准解法及两个误区,从结构力学的基本假设及单位载荷法的基本概念分析了其产生原因及应对办法,表明了理论及方法的基本假设和基本概念的重要性,可供教师讲授或学生学习结构力学和其他相关课程时参考。 展开更多
关键词 单位载荷法 桁架 转角 位移 虚力原理
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二维三轴编织碳纤维复合材料的冲击响应及冲击后压缩行为 被引量:1
9
作者 孙洋 黄建 +4 位作者 赵振强 周海丽 李超 张立泉 张超 《材料工程》 北大核心 2025年第1期211-218,共8页
采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织... 采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织复合材料的高、低速冲击响应及损伤失效特性。然后,对低速冲击试样开展压缩实验,结合数字图像同步测试技术,阐明了不同冲击能量下二维三轴编织复合材料的冲击后压缩性能。结果表明,在低速冲击载荷下,随着冲击能量的增加,二维三轴编织复合材料的损伤面积等比例增大,但能量吸收增大了近2倍,在6.7 J/mm的冲击能量下,材料内部产生严重的损伤,导致其剩余强度大幅下降。二维三轴编织复合材料的弹道极限速度约为138.5 m/s,当弹体入射速度大于弹道极限速度时,其损伤面积随弹体入射速度的增大而降低。 展开更多
关键词 二维三轴编织 碳纤维复合材料 高速冲击 低速冲击 冲击后压缩
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航空常用铝合金动态拉伸力学性能探究 被引量:23
10
作者 王雷 李玉龙 +1 位作者 索涛 郭亚洲 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期71-77,共7页
利用分离式Hopkinson拉杆设备对五种航空常用铝合金2A12-CZ,2A12-M,2024-T351,7050-T74,7050-T7451进行了室温动态拉伸力学性能探究,并利用电子万能试验机对这五种材料进行了准静态拉伸力学性能测试,得到了五种铝合金在不同应变率下的... 利用分离式Hopkinson拉杆设备对五种航空常用铝合金2A12-CZ,2A12-M,2024-T351,7050-T74,7050-T7451进行了室温动态拉伸力学性能探究,并利用电子万能试验机对这五种材料进行了准静态拉伸力学性能测试,得到了五种铝合金在不同应变率下的拉伸真实应力应变曲线。试验结果显示:7050系列铝合金有较高的屈服强度,2A12M抗拉强度则最低。五种航空铝合金都表现出不同程度的正的应变率敏感效应,其中2A12-CZ敏感性最强,7050T7451敏感性最弱。五种铝合金动态拉伸失效应变明显大于准静态拉伸失效应变。2A12M与2024T351有较高的动态拉伸失效应变。在试验结果的基础上,选择Johnson-Cook本构模型,Cowper-Symonds本构模型来拟合这五种材料的动态本构,模型预测与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 铝合金 动态拉伸 应变率敏感性 屈服强度 本构模拟
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航空发动机涡轮叶片振动模态影响因素研究 被引量:12
11
作者 李春旺 李海云 +2 位作者 王澈 张忠平 孙强 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2014年第1期5-9,共5页
分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振... 分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振动频率的主要因素,但对叶片的振型影响很小。然后,综合考虑温度场及离心力场的作用,对叶片进行了包含预应力的热固耦合模态分析,得到了叶片工作状态下的固有振动频率及振型。所得结论对航空发动机叶片的设计、改型及使用具有重要的理论意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 涡轮叶片 热固耦合 模态分析 预应力 频率 振型
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航空航天CFD物理模型和计算方法的述评与挑战 被引量:45
12
作者 阎超 屈峰 +3 位作者 赵雅甜 于剑 武从海 张树海 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期829-857,I0001,共30页
CFD(computational fluid dynamics)在航空航天中的应用发展迅速、成效斐然,成为飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。但另一方面,CFD在物理模型和计算方法等核心理论上的进步却显得步履蹒跚。为此,本文聚焦CFD在航空航天中的应用,... CFD(computational fluid dynamics)在航空航天中的应用发展迅速、成效斐然,成为飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。但另一方面,CFD在物理模型和计算方法等核心理论上的进步却显得步履蹒跚。为此,本文聚焦CFD在航空航天中的应用,从湍流模型、转捩模型、通量求解方法以及高阶格式等CFD关键问题评述其发展现状及面临的挑战。在湍流模型中,重点论述了常用的线性涡黏性模型的现状和特性,尤其是其不足,对比分析了更复杂的雷诺应力模型。在转捩模型中,主要包括低雷诺数湍流模型、间歇因子转捩模型和层流动能转捩模型等,重点介绍了各类模型的发展历程、构造方式和适用范围。在通量求解方法中,重点关注迎风通量格式,论述其在解决激波异常、overheating、全速域模拟、多维流动等问题方面的发展现状。在高阶格式中,主要关注WENO和DG等格式,论述其在计算精度、时间求解、激波捕捉、计算效率等性能方面的现状和问题。最后针对上述方向给出了简要总结和未来发展的建议等。 展开更多
关键词 计算流体力学 湍流模型 转捩模型 通量格式 高阶格式
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基于有限元方法的航空发动机叶片应力强度因子计算 被引量:10
13
作者 李春旺 罗秀芹 +3 位作者 杨百愚 张贵斌 李亚智 张忠平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期373-377,475,共5页
为研究叶片裂纹尖端的应力奇异性,以某型航空发动机压气机叶片为例,利用有限元方法研究了叶片裂纹尖端应力强度因子的计算方法,并研究了旋转叶片振动状态下裂尖应力强度因子随裂纹长度的变化规律。建立计算模型时,在裂纹尖端划分了三维... 为研究叶片裂纹尖端的应力奇异性,以某型航空发动机压气机叶片为例,利用有限元方法研究了叶片裂纹尖端应力强度因子的计算方法,并研究了旋转叶片振动状态下裂尖应力强度因子随裂纹长度的变化规律。建立计算模型时,在裂纹尖端划分了三维奇异单元,在裂尖外围划分了过渡单元。计算结果表明:研究旋转叶片振动状态下的裂尖应力奇异性,仅利用I型应力强度因子就具有足够的精度;对于同一裂纹,绝大多数情况下叶盆面应力强度因子大于叶背面应力强度因子,故研究叶片应力强度因子时只需研究叶盆应力强度因子即可;随着裂纹扩展,叶盆面I型应力强度因子不断增大。本文的研究方法及结论为进一步研究叶片的裂纹扩展规律及损伤容限奠定了基础。 展开更多
关键词 含裂纹叶片 应力强度因子 有限元方法 三维奇异单元 过渡单元
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具有最大可用度的航空备件供应模型 被引量:13
14
作者 朱绍强 李寿安 +1 位作者 李为吉 王卓健 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2005年第2期22-24,共3页
按照现代库存理论,综合权衡备件经费与装备的最大可用度,建立备件供应保障的优化模型。优化模型以备件经费为约束条件,以装备的最大可用度为目标,考虑到装备的可靠性、维修性和保障性,以及部队的综合保障能力,最终获取一个最优的备件分... 按照现代库存理论,综合权衡备件经费与装备的最大可用度,建立备件供应保障的优化模型。优化模型以备件经费为约束条件,以装备的最大可用度为目标,考虑到装备的可靠性、维修性和保障性,以及部队的综合保障能力,最终获取一个最优的备件分配方案。 展开更多
关键词 备件供应 可用度 综合保障 优化模型
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舰载飞机前起落架弹射起飞突伸试验研究
15
作者 崔盼礼 贺尔铭 +2 位作者 苑强波 杨正权 王彬文 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第2期250-258,共9页
起落架动力学试验是研制过程中验证结构参数特性是否符合设计要求的重要手段,且对动态过程约束条件模拟精确与否将直接影响试验结果的有效性。针对固定翼舰载飞机弹射起飞过程的特点,提出了一种舰载飞机前起落架弹射起飞突伸试验方法,... 起落架动力学试验是研制过程中验证结构参数特性是否符合设计要求的重要手段,且对动态过程约束条件模拟精确与否将直接影响试验结果的有效性。针对固定翼舰载飞机弹射起飞过程的特点,提出了一种舰载飞机前起落架弹射起飞突伸试验方法,搭建了起落架弹射突伸试验测试系统,并分别研究了在弹射起飞突伸过程中起落架关键部位载荷、加速度及缓冲器充填压力等设计参数的变化规律,以及不同参数变化对起落架弹射起飞突伸性能的影响。试验结果表明,起落架牵制释放及弹射突伸过程均会使结构受到较大冲击,牵制释放过程造成上部质量垂向过载是起落架突伸时的2倍以上,起落架缓冲器压力改变对此过程影响不大;弹射突伸过程中加载速率与高压气腔充气压力对整个系统突伸能量影响较大,而缓冲器充油量、轮胎充气压力等变化对突伸能量影响较小。 展开更多
关键词 舰载飞机 前起落架 地面试验 牵制释放 弹射突伸
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国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料的室温和1000℃拉伸性能
16
作者 张珂 许平 +5 位作者 张超 李陈晨 应雯清 邢宁 李玫 张程煜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期195-201,共7页
连续氧化铝纤维增强氧化铝复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3))是发展高性能航空发动机热端部件的理想材料。本工作研究了国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料的室温和1000℃拉伸力学性能,使用SEM观察拉伸试样的微观形貌和断口形貌,使... 连续氧化铝纤维增强氧化铝复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3))是发展高性能航空发动机热端部件的理想材料。本工作研究了国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料的室温和1000℃拉伸力学性能,使用SEM观察拉伸试样的微观形貌和断口形貌,使用TEM观察纤维的微观结构,采用Weibull分布统计分析抗拉强度,利用纤维推入法得到纤维/基体界面剪切强度。结果表明,国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料室温抗拉强度为(257±31)MPa,1000℃的抗拉强度为室温的78%,已达到国际Nextel610/Al_(2)O_(3)水平。研究发现,界面结合强度是影响抗拉强度的主要因素。界面结合强度较低,纤维拔出长且分散,抗拉强度高;界面结合强度较高,发生纤维束断裂,且纤维拔出变短,抗拉强度低。 展开更多
关键词 氧化铝纤维 Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料 拉伸性能 强度分散性 界面结合强度
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温度、应变率对航空PMMA压缩力学性能的影响研究 被引量:12
17
作者 索涛 李玉龙 刘元镛 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期547-550,共4页
本文利用INSTRON试验机和分离式Hopkinson压杆测试了航空有机玻璃在试验温度为299K^373K之间,两种准静态应变率(10-3,10-11/s)和一种动态应变率(550 1/s)下的压缩力学行为。试验结果表明:在准静态载荷下,随着温度的升高,材料的弹性模量... 本文利用INSTRON试验机和分离式Hopkinson压杆测试了航空有机玻璃在试验温度为299K^373K之间,两种准静态应变率(10-3,10-11/s)和一种动态应变率(550 1/s)下的压缩力学行为。试验结果表明:在准静态载荷下,随着温度的升高,材料的弹性模量和流动应力减小,在应变率为10-11/s时表现出明显的应变软化行为;在高应变率(550 1/s)下,随着温度的升高,材料的流动应力逐渐减小而破坏应变增大,当温度超过333K时也有应变软化现象发生;在相同温度下,随着应变率的升高,材料的流动应力增大,但破坏应变减小。通过观察变形后试样的形貌,可以认为试样内部的微裂纹是应变软化的主要原因。最后,ZWT粘弹性本构模型被用来对试验数据进行拟合,结果表明该模型能够较好地预测这种材料在应变8%以内的力学行为。 展开更多
关键词 航空有机玻璃 流动应力 应变软化 本构模型
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动静圆盘系统轴向力特性实验及预测方法研究
18
作者 张森 方浩楠 +3 位作者 高一鸣 张新民 曾继来 李华星 《推进技术》 北大核心 2025年第3期252-260,共9页
为了准确预测动静圆盘系统的轴向力特性,考虑其几何结构特点,将动静圆盘系统间隙流动简化为由圆周剪切流和径向压差流叠加而成的轴对称二维粘性层流运动,通过求解Navier-Stokes方程,建立了动静圆盘系统的轴向力预测模型。然后,利用改造... 为了准确预测动静圆盘系统的轴向力特性,考虑其几何结构特点,将动静圆盘系统间隙流动简化为由圆周剪切流和径向压差流叠加而成的轴对称二维粘性层流运动,通过求解Navier-Stokes方程,建立了动静圆盘系统的轴向力预测模型。然后,利用改造的离心泵综合性能实验台,对动静圆盘系统间隙流场压力分布特性进行了测量。结果显示,当过流流量一定时,动静圆盘系统间隙流场中任意半径处的压力变化量与入口压力的增减量相等;当入口压力一定时,过流流量增大使间隙入口处的局部压力损失增加,导致入口处流体压降的梯度增大,而其他半径处的压力分布曲线接近平行。此外,相比于过流流量,入口压力对动静圆盘系统轴向力的影响更为显著。为了验证本文提出的动静圆盘系统轴向力预测模型的可靠性,对不同工况下的轴向力预测结果与实验数据进行了比较,结果显示两者的最大相对误差小于5%。研究表明,本文提出的预测模型能够对动静圆盘系统的轴向力特性进行准确预测。 展开更多
关键词 动静圆盘系统 轴向力 预测模型 NAVIER-STOKES方程 过流流量
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通用航空飞行器气动布局设计优化(英文) 被引量:6
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作者 王允良 唐伟 +1 位作者 张勇 李为吉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期709-713,750,共6页
研究了通用航空飞行器气动布局设计优化问题。应用基于二次曲线的模线设计方法,实现了通用航空飞行器的参数化外形建模。采用修正的牛顿流理论进行高超声速气动特性计算。在保持纵向稳定性的条件下,以升阻比和容积效率最大化为目标,建... 研究了通用航空飞行器气动布局设计优化问题。应用基于二次曲线的模线设计方法,实现了通用航空飞行器的参数化外形建模。采用修正的牛顿流理论进行高超声速气动特性计算。在保持纵向稳定性的条件下,以升阻比和容积效率最大化为目标,建立通用航空飞行器气动布局多目标优化模型。应用基于小生境竞争排挤机制的多目标遗传算法求得优化模型的非劣解集。将物理规划设计方法与稳定、高效的粒子群优化算法相结合,有效地求解该优化模型的折衷解。优化结果表明本文的通用航空飞行器气动布局设计优化方法是有效的。 展开更多
关键词 通用航空飞行器 物理规划 多目标遗传算法 粒子群优化算法
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一种适用于低压涡轮叶片转捩-分离流预测的极大涡模拟方法
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作者 穆宇旸 徐家宽 +3 位作者 李艺 郑国雨 乔磊 白俊强 《推进技术》 北大核心 2025年第5期44-55,共12页
在航空发动机领域中,大负荷低压涡轮叶片表面的流动受强逆压梯度影响,易产生具有高度非定常特性的转捩-分离流。而基于雷诺平均方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes,RANS)的转捩模型难以对该现象进行精确模拟。为了提升预测精度,本研... 在航空发动机领域中,大负荷低压涡轮叶片表面的流动受强逆压梯度影响,易产生具有高度非定常特性的转捩-分离流。而基于雷诺平均方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes,RANS)的转捩模型难以对该现象进行精确模拟。为了提升预测精度,本研究在改进的极大涡模拟方法(Very Large Eddy Simulation,VLES)基础上耦合适用于叶轮机械流动的γ转捩模型,从而形成了γ-VLES混合预测模型。本研究采用该模型对Pak-B低压涡轮叶片表面的层流分离泡诱导转捩及分离流演化现象进行预测。研究结果表明:γ-VLES模型能够准确计算叶片表面的时均压力系数和速度型,并展现了长分离泡内部瞬态流场中周期性涡的演化脱落过程。模拟结果与实验结果高度吻合,有效克服了RANS框架下γ-Re_(θt)和γ转捩模型在转捩-分离流预测方面的局限。 展开更多
关键词 计算流体力学 RANS/LES混合方法 极大涡模拟 低压涡轮叶片 层流分离泡诱导转捩
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