外界风速作用下六旋翼植保无人机施药雾滴分布研究 被引量：2

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作者 李仁凤 韩顺凯 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第1期108-116,共9页

[目的]为探究旋翼植保无人机下洗流场及侧向风对施药雾滴沉积分布规律的影响。[方法]六旋翼植保无人机为研究对象基于拉格朗日多相流模型和SIMPLE算法,对六旋翼植保无人机下洗流场和有侧向风影响下的喷雾场进行数值计算。研究分析了植... [目的]为探究旋翼植保无人机下洗流场及侧向风对施药雾滴沉积分布规律的影响。[方法]六旋翼植保无人机为研究对象基于拉格朗日多相流模型和SIMPLE算法,对六旋翼植保无人机下洗流场和有侧向风影响下的喷雾场进行数值计算。研究分析了植保无人机悬停工作条件时的下洗流场速度特性,以及受外界风速作用下喷雾场雾滴空间分布规律。[结果]无人机旋翼下洗气流呈现先聚拢后扩散现象,速度峰值在旋翼正下方,随着高度降低而逐渐降低;在侧向风作用下,来流与下洗流场产生漩涡,竖直分布的风场向后偏移,靠近迎风侧一边由于侧向风与下洗流场相互作用致使风场出现紊乱,近地风场消失,风场速度抬升并出现波动;当侧向风速小于1.5 m·s^(-1)时,机身中心下方风场速度变化较小,靠近机身下方速度基本保持不变;当侧向风速大于1.5 m·s^(-1)时,在距离机身中心正下方0.5~1.5 m的范围内,风场速度由于侧向风挤压峰值速度能达到7 m·s^(-1)以上;当侧向风速大于2 m·s^(-1)时,植保无人机下洗流场将不能保持稳定;侧向风速进一步增大达到3 m·s^(-1)时,旋翼产生的风场在x轴方向的最大倾斜角达到45°以上。喷雾场雾滴空间分布与旋翼风场速度流线基本吻合且距离旋翼越远雾滴飘移越严重,雾滴颗粒直径主要分布在70~160μm。[结论]为保证施药的均匀性及利用率,无人机在作业时应尽量在无风或环境风小于2 m·s^(-1)的环境下作业。 展开更多

关键词 旋翼植保无人机 流体仿真 耦合风场 下洗流场 雾滴分布 环境风速

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内涵遮挡支板对球面收敛矢量喷管RCS影响研究

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作者 吴梦珂 郭霄 +2 位作者 夏欣如 周圆心 杨青真 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第4期48-57,共10页

针对航空发动机排气系统满足高雷达隐身性能和推力矢量的需求,以球面收敛矢量喷管为对象,开展了内涵遮挡支板几何参数对喷管后向雷达散射截面积影响分析,采用迭代物理光学法计算了支板倾斜角、斜切角和支板数目的球面收敛矢量喷管后向... 针对航空发动机排气系统满足高雷达隐身性能和推力矢量的需求,以球面收敛矢量喷管为对象,开展了内涵遮挡支板几何参数对喷管后向雷达散射截面积影响分析,采用迭代物理光学法计算了支板倾斜角、斜切角和支板数目的球面收敛矢量喷管后向雷达散射截面积。计算结果表明:在2个探测面内内涵遮挡支板均能对喷管后向RCS起到较好的缩减效果,该缩减效果呈现一定的极化特性,在俯仰探测面内内涵遮挡支板对喷管后向RCS的缩减效果大于偏航探测面。对于支板倾斜角,在俯仰探测面50°支板倾斜角时RCS缩减效果最佳达到71%,在偏航探测面30°支板倾斜角RCS缩减最佳达到21%;对于支板斜切角,在俯仰探测面45°支板斜切角RCS缩减效果最佳达到64%,在偏航探测面40°支板斜切角RCS缩减效果最佳达到19%;当支板数目为16时,能够在2个探测内均获得最好的RCS缩减效果。 展开更多

关键词 雷达散射面积 内涵遮挡支板 支板倾斜角 支板斜切角 迭代物理光学法

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单旋翼植保无人机下洗流场与喷药雾滴分布研究

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作者 李仁凤 韩顺凯 +2 位作者 苏毅 张翔 栗俊芬 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期264-270,共7页

旋翼植保无人机在施药作业过程中,雾滴的沉积分布与其旋翼旋转产生的下洗气流流场相互作用,直接影响药液喷幅。本文通过建立单旋翼植保无人机三维计算流体动力学模型与雾滴喷雾分布模型,研究了单旋翼植保无人机下洗气流流场分布及其在... 旋翼植保无人机在施药作业过程中,雾滴的沉积分布与其旋翼旋转产生的下洗气流流场相互作用,直接影响药液喷幅。本文通过建立单旋翼植保无人机三维计算流体动力学模型与雾滴喷雾分布模型,研究了单旋翼植保无人机下洗气流流场分布及其在下洗流作用下的雾滴沉积分布规律。研究结果表明,旋翼在工作过程中产生了明显的下洗气流场,且随着转速的增加核心区域下洗气流速度增大;随着截面逐渐远离喷射位置,喷雾范围逐渐扩大,有效覆盖面积增大。随着喷射点药液初始流量增加,呈现出整体药液粒径增大的趋势,且有效作用范围增大;随着旋流雾化压强的增大,粒径逐渐减小,喷射面积范围下降。 展开更多

关键词 单旋翼植保无人机 CFD 下洗流 雾滴沉积 粒径分布

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激光熔融沉积GH4169合金熔池形态及微观组织形貌模拟和实验研究

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作者 闫学伟 金银满 +3 位作者 胡文学 杨雪梅 孙德建 刘仕龙 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期225-237,共13页

目的探究激光功率及扫描速度对激光熔融沉积(LMD)GH4169合金熔池宏观形貌及微观组织的影响,获得最佳工艺参数。方法基于COMSOL软件建立了LMD温度场数值模型,对不同工艺方案LMD过程的温度场开展数值模拟研究,探究激光功率和扫描速度对沉... 目的探究激光功率及扫描速度对激光熔融沉积(LMD)GH4169合金熔池宏观形貌及微观组织的影响,获得最佳工艺参数。方法基于COMSOL软件建立了LMD温度场数值模型,对不同工艺方案LMD过程的温度场开展数值模拟研究,探究激光功率和扫描速度对沉积层熔宽、熔高、宽高比以及稀释率的影响规律。通过控制变量法,开展LMD单道沉积实验,分析激光功率和扫描速度对沉积层微观组织及Laves相形貌的影响规律。结果随着激光功率的增大,一次枝晶臂间距(PDAS)逐渐增大,Laves相由颗粒状转变为块状或长链状;随着扫描速度的增大,PDAS逐渐减小,Laves相由块状或长链状转变成颗粒状。当激光功率为1400 W、扫描速度为6 mm/s时,LMD过程中熔池内的最高温度约为2750 K,熔宽约为2976μm,熔高约为833μm,宽高比约为3.57,稀释率约为38.5%,沉积层的平均硬度约为266.36HV,室温和高温条件下试样的屈服强度约为623.60 MPa和581.66 MPa,抗拉强度约为955.92 MPa和823.83 MPa,延伸率约为39.08%和24.60%。结论实验结果与模拟结果吻合较好,验证了本文所建立模型的准确性。熔宽和熔高与激光功率呈正相关性,与扫描速度呈负相关性;宽高比和稀释率与激光功率和扫描速度呈正相关性。当激光功率为1400 W、扫描速度为6 mm/s时,所制备的GH4169合金试样的力学性能较好。 展开更多

关键词 激光熔融沉积 工艺参数 数值模拟 熔池形态 微观组织

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耦合风场四旋翼植保无人机下洗流与雾滴分布研究 被引量：3

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作者 李仁凤 韩顺凯 杨风波 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第7期81-86,共6页

旋翼植保无人机喷药过程中雾滴与旋翼旋转产生的下洗流场和外界风场高度耦合作用,直接影响施药品质。因此基于拉格朗日多相流模型对耦合风场的四旋翼植保无人机下洗流、有无下洗雾滴分布和含风场雾滴分布规律进行数值分析计算,通过旋翼... 旋翼植保无人机喷药过程中雾滴与旋翼旋转产生的下洗流场和外界风场高度耦合作用,直接影响施药品质。因此基于拉格朗日多相流模型对耦合风场的四旋翼植保无人机下洗流、有无下洗雾滴分布和含风场雾滴分布规律进行数值分析计算,通过旋翼风速测量试验验证数值计算方法的可靠性。结果表明,旋翼下洗气流在轴间中垂线上互相吸引,会发生气流聚合现象,最大气流速度为14 m/s;随着风场作用,迎风侧气流受到挤压逐渐向背风侧偏转,风速过大超过3 m/s下洗流已逐渐失去对风抗干扰能力;有下洗气流作用时沉积时间相比无下洗流作用时加快10倍,提高施药效率;风速的增加导致雾滴的沉积范围变大,当风速达到2~3 m/s时漂移增加,出现复喷现象更加严重。 展开更多

关键词 植保无人机 计算流体力学 数值仿真 下洗流场 雾滴分布

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四组元HTPB推进剂不同热老化状态下贮存蠕变失效研究

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作者 李俊柯 朱昭君 +2 位作者 强洪夫 陈福振 尹枭雄 《固体火箭技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期824-833,共10页

为研究某四组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂的贮存蠕变特性,开展70℃下高温加速老化试验,对不同热老化状态的四组元HTPB推进剂进行0.3~0.6 MPa应力下单向拉伸蠕变试验;拟合了推进剂恒温定应力蠕变本构方程的相关参数,采用ABAQUS有限元... 为研究某四组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂的贮存蠕变特性,开展70℃下高温加速老化试验,对不同热老化状态的四组元HTPB推进剂进行0.3~0.6 MPa应力下单向拉伸蠕变试验;拟合了推进剂恒温定应力蠕变本构方程的相关参数,采用ABAQUS有限元软件对推进剂蠕变行为进行数值模拟,并提取推进剂试件中段平均蠕变结果与试验数据进行对比验证;利用微CT技术结合Python语言建立四组元HTPB推进剂的三维高保真细观模型,并利用蠕变本构方程对其进行数值模拟。结果表明,四组元HTPB推进剂在蠕变过程中表现为不同的力学阶段,随着老化时间的增加,推进剂的最大抗拉强度逐渐增强,最大伸长率和断裂伸长率逐渐下降,分别降低了62.39%和57.26%;幂律型蠕变本构方程对四组元HTPB推进剂蠕变失效分析的拟合度达到0.93以上,能够准确描述推进剂在不同热老化状态下的蠕变失效行为;四组元HTPB推进剂的拉伸损伤与其承受的应力水平和老化程度具有正相关性,同时发现黏合剂基体的应力集中分布在与AP颗粒接触区域,基体与颗粒的脱粘将从AP颗粒开始演化。 展开更多

关键词 HTPB推进剂 长期贮存 本构模型 蠕变分析 多尺度模拟

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基于静电信号变分模态分解和随机森林的气路故障识别方法 被引量：8

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作者 殷逸冰 文振华 左洪福 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期285-297,共13页

气路静电监测是面向航空发动机健康诊断的全新技术,为使其后续可应用于气路故障识别,提出一种基于变分模态分解和随机森林的识别方法。首先分析了气路静电监测原理,针对静电信号噪声干扰问题,提出了一种基于变分模态分解和峭度-排列熵... 气路静电监测是面向航空发动机健康诊断的全新技术,为使其后续可应用于气路故障识别,提出一种基于变分模态分解和随机森林的识别方法。首先分析了气路静电监测原理,针对静电信号噪声干扰问题,提出了一种基于变分模态分解和峭度-排列熵重构准则的静电信号增强方法,并提出故障特征集构造方法,帮助有效提取关键故障信息;进一步通过开展燃烧室积碳、叶片-机匣碰摩、部件掉块等模拟实验,获取故障静电信号和特征集,并构建了基于随机森林的故障类型识别模型。结果表明:所提方法测试集上识别精度达到90%以上,且所提出新特征的归一化重要度达到0.2以上,较传统特征更高,能为基于静电监测的气路部件故障识别提供有效途径。 展开更多

关键词 航空发动机 气路 静电传感 随机森林 信号处理 故障识别

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光热太阳能与风能互补清洁供暖系统特性分析 被引量：6

8

作者 耿直 李俊旭 +5 位作者 李仁凤 王正鹤 文振华 曾庆仪 刘媛媛 张斌 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期604-610,共7页

为解决化石燃料燃烧带来的环境污染问题,文章提出了一种太阳能与风能互补供暖方案,包括太阳能集热系统、储热系统、风能收集系统和热泵系统。通过EBSILON软件将各组件进行合理耦合,对完整系统进行仿真计算与运行特性分析。结果表明,在... 为解决化石燃料燃烧带来的环境污染问题,文章提出了一种太阳能与风能互补供暖方案,包括太阳能集热系统、储热系统、风能收集系统和热泵系统。通过EBSILON软件将各组件进行合理耦合,对完整系统进行仿真计算与运行特性分析。结果表明,在郑州供暖季期间,冷凝器换热量和循环冷却水出口温度都与太阳辐射能的变化趋势相同,冷凝器换热量在1596.957~2440.327 kW变化,且冷凝器循环冷却水出口温度在87.133~96.155℃波动;聚光场太阳能光学转换效率与太阳直射辐射能变化趋势相反,最大值为68.892%;冷凝器换热量与太阳能集热系统的出口温度变化趋势亦相反。该仿真结果可为太阳能与风能互补供暖系统的设计与工程化应用提供一定科学依据。 展开更多

关键词 太阳能 风能 风光互补 清洁供热 热泵循环 特性分析

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太阳能蓄热水箱结构优化及储放热性能分析 被引量：3

9

作者 耿直 张梦琼 +7 位作者 鲁向武 张贺磊 张丽娜 王剑利 石天庆 刘媛媛 张斌 顾煜炯 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期64-72,共9页

显热储热是解决太阳能热利用中不稳定与波动性的一种有效方式。以常见水介质作为显热储能的媒介材料,采取蓄热罐体装置实现太阳能的储放热应用。初选水箱基本形状为圆柱形,对罐底进行锥形结构优化,探究了圆锥底角分别为40°、45
... 显热储热是解决太阳能热利用中不稳定与波动性的一种有效方式。以常见水介质作为显热储能的媒介材料,采取蓄热罐体装置实现太阳能的储放热应用。初选水箱基本形状为圆柱形,对罐底进行锥形结构优化,探究了圆锥底角分别为40°、45°、50°3类工况下蓄热水箱的各自蓄热变化特性。利用Fluent数值软件,基于非稳态层流换热模型,对蓄热装置的体平均温度变化和体最大温度变化等进行了模拟研究。结果表明,当圆锥底角为50°时,蓄热水箱整体充放热性能较优,且该参数下蓄热水箱体平均温度为308.612 K时,比圆锥底角为40°与45°的蓄热水箱体平均温度分别高出0.202%与0.053%。在此基础上,进一步分析了50°蓄热水箱的储热与放热动态变化规律,研究了蓄热水箱内部储、放水过程中各自体积分数、速度场等关键指标的分布特性。该研究可为太阳能蓄热系统的优化设计与工程化应用提供一定参考。 展开更多

关键词 太阳能 蓄热水箱 结构优化 储热 热力分析 数值模拟

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基于模态分量优化重构和稀疏表达的静电信号联合降噪方法 被引量：12

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作者 殷逸冰 文振华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期196-204,共9页

航空发动机静电监测技术表现出了较高的故障预警能力,但原始静电信号常包含较多噪声,为提高故障信息提取的准确性,必须对静电信号进行降噪处理。本研究首先介绍了静电监测技术的原理,分析了信号的噪声的来源和主要构成;针对静电信号耦... 航空发动机静电监测技术表现出了较高的故障预警能力,但原始静电信号常包含较多噪声,为提高故障信息提取的准确性,必须对静电信号进行降噪处理。本研究首先介绍了静电监测技术的原理,分析了信号的噪声的来源和主要构成;针对静电信号耦合噪声滤除问题,引入了信号稀疏表达和经验模态分解理论,研究了模态分量的筛选依据和相关准则,并提出了一种基于模态分量优化重构和稀疏表达的联合降噪算法和具体流程;利用所提方法对涡扇发动机试车实验中采集的实际静电信号进行了降噪效果验证,并与其它方法进行了对比。结果表明本文方法在滤除随机噪声以及工频干扰的同时能更高程度的保留有用异常颗粒信号,稀疏迭代次数在设置为20~50时均能够较好提取异常信号。 展开更多

关键词 航空发动机 静电监测 稀疏表达 信号处理 传感器

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无人机燃料电池混合动力系统人工神经网络控制策略 被引量：1

11

作者 李勇 马高山 +3 位作者 韩非非 马震宇 李树豪 党利 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第27期11878-11885,共8页

目前,全球有200多项在研电推进飞机项目,包含传统固定翼飞机改造、新构型设计、全电推进系统和混合电推进等。近年来,电推进飞机的发展方向可分为纯电动固定翼、电动垂直起降和混合电推进3类。针对某小型无人机燃料电池和锂电池组成的... 目前,全球有200多项在研电推进飞机项目,包含传统固定翼飞机改造、新构型设计、全电推进系统和混合电推进等。近年来,电推进飞机的发展方向可分为纯电动固定翼、电动垂直起降和混合电推进3类。针对某小型无人机燃料电池和锂电池组成的混合动力系统,建立了由质子交换膜燃料电池混合动力系统、6自由度飞行器模型和基于神经网络控制器组成的整个系统仿真模型。为了满足无人机不同飞行阶段的电力需求,控制器控制电池电流和充放电速率。在燃料电池作为无人机主要动力源的情况下,对混合动力系统的性能进行验证和评估。对人工神经网络控制器和模糊逻辑控制器性能进行了比较,结果表明,人工神经网络控制器的性能明显提高,增强了无人机混合动力系统的整体稳定性。人工神经网络控制器在效率和油耗方面比模糊逻辑控制器略有提高,约为1%。这说明在这类系统中,所设计的神经网络控制器比经典控制器具有更强的鲁棒性,更好的响应能力、可靠性,可满足无人机燃料电池混合动力系统运行在最优水平和最优效率上。 展开更多

关键词 无人机 燃料电池 混合动力系统 人工神经网络 控制

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太阳能与地热互补清洁利用系统特性分析 被引量：2

12

作者 耿直 付营剑 +6 位作者 姚瑶 曾庆仪 张斌 刘媛媛 李芳 常绪成 顾煜炯 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期17-24,共8页

为了实现太阳能与地热能稳定高效利用,设计了太阳能与地热联合互补利用系统。首先对构成联合互补利用系统的4个子系统进行数学建模,将热功转换系统与热泵机组中导热流体分别选为甲苯和R410A;然后采用EBSILON软件将4个子系统耦合,并设置... 为了实现太阳能与地热能稳定高效利用,设计了太阳能与地热联合互补利用系统。首先对构成联合互补利用系统的4个子系统进行数学建模,将热功转换系统与热泵机组中导热流体分别选为甲苯和R410A;然后采用EBSILON软件将4个子系统耦合,并设置设计参数,输入郑州某地区供暖季气象参数和地热参数数据,研究太阳能与地热联合互补利用系统的发电与供热等关键指标。模拟研究结果表明:太阳能系统的供热量最低稳定在27.23 kW,且随着太阳辐射量的升高而升高;地热机组的供热量一般在160.26 k W,且进口地热水温度每上升5℃,地热机组的供热量升高6.30 kW,地热机组供热量在太阳能系统供热量上升时有所下降,可与太阳能实现有效互补增加能源利用率,也增大了系统供暖的稳定性。该研究可为太阳能与地热能清洁供热的工程化应用提供一定理论基础。 展开更多

关键词 太阳能 地热 联合互补利用 供热 热功转换系统 热泵机组 数值模拟

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扭转弹簧约束复合材料层压梁的自由振动 被引量：1

13

作者 陈庆远 李静 +3 位作者 方鹏亚 裴世勋 刘双燕 苏毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第13期170-176,共7页

基于伽辽金法推导了扭转弹簧约束复合材料层压梁自由振动的显式解析解。当复合材料层压梁两端的扭转弹簧刚度系数相等时,层压梁的横向挠度函数由两端简支梁的振动特征函数和两端固支梁修正的振动特征函数线性组合而成;当复合材料层压梁... 基于伽辽金法推导了扭转弹簧约束复合材料层压梁自由振动的显式解析解。当复合材料层压梁两端的扭转弹簧刚度系数相等时,层压梁的横向挠度函数由两端简支梁的振动特征函数和两端固支梁修正的振动特征函数线性组合而成;当复合材料层压梁两端的扭转弹簧刚度系数不相等时,层压梁的横向挠度函数则由简支-固支梁的振动特征函数,固支-简支梁修正的振动特征函数和两端固支梁修正的振动特征函数线性组合而成。所构造的横向挠度函数可以避免扭转弹簧约束复合材料层压梁的经典振动特征函数在高阶(≥11)模态时出现的数值不稳定现象;研究表明,给出的显式解析表达式能有效地对扭转弹簧约束复合材料层压梁的自由振动进行分析。 展开更多

关键词 自由振动 扭转弹簧约束 复合材料层压梁 伽辽金法 显式解析解

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叶片排间耦合对跨声速压气机转子颤振特性影响研究

14

作者 张翔 卫海洋 +2 位作者 党永杰 陈玉春 黄秀全 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期47-57,共11页

高推重比、强紧凑性的设计要求迫使压气机相邻叶片排之间的距离进一步减小,在加剧排间非定常扰动的同时,势必对叶片的气动弹性稳定性产生影响。本文针对1.5级跨声速压气机,基于谐波平衡非定常求解技术,结合单向耦合的能量法,开展排间耦... 高推重比、强紧凑性的设计要求迫使压气机相邻叶片排之间的距离进一步减小,在加剧排间非定常扰动的同时,势必对叶片的气动弹性稳定性产生影响。本文针对1.5级跨声速压气机,基于谐波平衡非定常求解技术,结合单向耦合的能量法,开展排间耦合对1.5级跨声速压气机叶片颤振特性影响研究。通过对比分析非定常/定常混合模型的颤振预测结果可以发现:排间压力波反射对振荡叶排压力脉动特性的影响是造成转子颤振特性差异的主要原因。上、下游静叶对转子气动弹性稳定性恶化程度并不相同,且不符合线性叠加原理。对于近失速工况,非定常压力波反射导致转子叶片气动阻尼系数减小75%,定常/非定常混合预测方法可能导致颤振特性预估过于乐观。 展开更多

关键词 压气机 排间耦合 颤振特性 谐波平衡 压力波反射

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基于奇异摄动理论的无人机反步飞行控制律设计 被引量：5

15

作者 李勇 常绪成 李树豪 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第3期89-96,共8页

针对某小型无人机实用化飞行控制系统需求,提出了一种非线性飞行控制律的设计方法,该方法基于奇异摄动理论的反步法,对传统的反步设计方法进行了改进。该方法在实施过程中使用测量数据,而不是模型知识,因此适用于更广泛的小型通用飞机... 针对某小型无人机实用化飞行控制系统需求,提出了一种非线性飞行控制律的设计方法,该方法基于奇异摄动理论的反步法,对传统的反步设计方法进行了改进。该方法在实施过程中使用测量数据,而不是模型知识,因此适用于更广泛的小型通用飞机或者无人机系列。针对某小型无人机开发的飞机模型进行了控制器性能仿真分析。结果表明,测量噪声对飞行控制的影响很小,该控制器可以获得良好的跟踪性能(无论是否存在不确定性)并且同时保证了受控系统的稳定性。开发的新控制器比传统的反步法具有更大的优势,即模型不确定性对性能的影响较小,因此该控制器的设计方法对无人机先进飞行控制律认证起到了进一步的推动作用。 展开更多

关键词 无人机 奇异摄动理论 反步 飞行控制律 非线性

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CPC集热器冷却通道结构优化及换热流动数值模拟

16

作者 耿直 鲁向武 +3 位作者 王剑利 石天庆 常绪成 顾煜炯 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第9期206-214,共9页

利用复合抛物面聚光集热器实现光伏与光热一体化应用,是太阳能综合利用的一种有效方式。针对光伏构件表面降温的核心问题,分别从进口截面优化和冷却流道布局2个角度进行了理论仿真,提出了矩形、半圆形和梯形内管3种不同形状的进口截面... 利用复合抛物面聚光集热器实现光伏与光热一体化应用,是太阳能综合利用的一种有效方式。针对光伏构件表面降温的核心问题,分别从进口截面优化和冷却流道布局2个角度进行了理论仿真,提出了矩形、半圆形和梯形内管3种不同形状的进口截面方案。结合控制方程,利用Fluent软件模拟了各流道内部温度场、速度场等传热流动分布规律。研究表明,当质量流量较小时,矩形截面综合性能较好;当质量流量较大时,半圆形截面综合性能较优。在此基础上,提出传统直管和新型弯管2种不同构件的冷却通道方式,并对比探究了不同进口截面通道的换热流动特性及系统热、电?效率。结果表明,在相同边界条件下,新型弯管的综合换热性能优于传统直管。 展开更多

关键词 太阳能 CPC集热器 光伏光热一体化 强化换热 结构优化 性能分析

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