高速飞行器气动控制耦合优化设计方法研究

1

作者 董超 潘鑫 +1 位作者 姜璐璐 陈刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期196-204,共9页

针对传统串行设计过程由于空气动力学和控制系统数学模型复杂、无法综合考虑气动和控制的多目标优化的问题,提出了一种面向高速飞行器气动控制耦合优化设计方法。基于气动单学科代理优化(SBO)算法,将飞行器主动控制技术(ACT)的思想与多... 针对传统串行设计过程由于空气动力学和控制系统数学模型复杂、无法综合考虑气动和控制的多目标优化的问题,提出了一种面向高速飞行器气动控制耦合优化设计方法。基于气动单学科代理优化(SBO)算法,将飞行器主动控制技术(ACT)的思想与多学科优化方法(MDO)相结合,构建了高速飞行器气动控制耦合多目标优化流程架构。在2马赫来流条件下,对带有控制舵的双锥体外形开展了气动耦合优化设计研究,以提升飞行器的气动性能和控制能力为优化目标。结果表明:经过气动控制耦合优化后的最优模型在超声速环境下,升力系数和升阻比分别提升了0.401%、2.999%,同时超调量与控制增益分别降低了2.769%、0.655%,气动性能和控制能力得到提升,验证了耦合策略的可行性;气动控制耦合优化的最优模型不仅使飞行器在超声速工作环境下性能更卓越,还有助于降低后续控制系统的设计难度,提高飞行器设计效率。所提气动控制耦合优化设计方法为高速飞行器的先进设计提供了必要的技术支撑。 展开更多

关键词 高速飞行器 气动控制耦合 多学科优化 外形设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

弹性飞行器气动伺服弹性稳定性分析与控制 被引量：6

2

作者 乔洋 于志鹏 陈刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期287-291,374,共5页

轻质结构大长细比弹性飞行器开环闭环颤振及控制系统设计是气动伺服弹性稳定性校核与分析的核心问题。本文利用振动模态试验数据修正了弹性飞行器结构有限元模型;使用涡格法进行非定常气动力计算,并利用最小状态法获得了弹性飞行器刚弹... 轻质结构大长细比弹性飞行器开环闭环颤振及控制系统设计是气动伺服弹性稳定性校核与分析的核心问题。本文利用振动模态试验数据修正了弹性飞行器结构有限元模型;使用涡格法进行非定常气动力计算,并利用最小状态法获得了弹性飞行器刚弹耦合频时域状态空间方程。绘制系统状态矩阵特征值随动压变化绘制的根轨迹图对该弹性飞行器开环颤振进行了分析。最后使用线性二次型方法设计了弹性飞行器主动颤振抑制控制律和纵向姿态控制器。仿真结果表明,系统在短的上升时间内实现了对指令的跟随,超调量合理,无静态误差。本文所采用的方法能够满足工程设计需求。 展开更多

关键词 弹性飞行器 颤振抑制 气动伺服弹性 姿态控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

热环境对复合材料加筋板高频声振响应的影响研究

3

作者 周长伟 党天骄 +2 位作者 王鹏飞 任方 刘振 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期278-283,290,共7页

该文以统计能量分析理论结合试验方法,以碳纤维加筋板为研究对象,探究了不同温度下的结构高频声振响应规律。首先,开展了热振试验并结合相关理论辨识了不同温度下的加筋板统计能量参数;然后,构建了温度影响下的加筋板高频声振耦合统计... 该文以统计能量分析理论结合试验方法,以碳纤维加筋板为研究对象,探究了不同温度下的结构高频声振响应规律。首先,开展了热振试验并结合相关理论辨识了不同温度下的加筋板统计能量参数;然后,构建了温度影响下的加筋板高频声振耦合统计能量模型,进一步开展了基于混响室噪声载荷的常温加筋板动响应试验,验证了所建模型的准确性;最后,探究了温度对加筋板结构高频声振响应的影响规律。结果表明:温度升高将使得结构模态密度和内损耗因子呈现上升趋势;结构模态密度增大将使得结构声振响应增大,内损耗因子增大会使得结构响应减小;温度上升对结构高频范围内不同频率处声振响应影响不同,主要取决于该频率处模态密度和内损耗因子的增量大小。 展开更多

关键词 热效应 复合材料加筋板 统计能量分析 高频声振响应

在线阅读 下载PDF 职称材料

存在证据冲突的临近空间飞行器遥测数据相关性评价与融合方法

4

作者 张少杰 荣海军 +1 位作者 杨朝旭 侯凯振 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期100-109,共10页

为了解决单一的相关性分析方法在分析临近空间飞行器遥测数据时存在局限性以及证据冲突问题,在相关系数分析评价与优势组合的基础上,提出了基于支持因子的证据理论融合算法。首先分别利用Pearson相关系数、Spearman相关系数与距离相关... 为了解决单一的相关性分析方法在分析临近空间飞行器遥测数据时存在局限性以及证据冲突问题,在相关系数分析评价与优势组合的基础上,提出了基于支持因子的证据理论融合算法。首先分别利用Pearson相关系数、Spearman相关系数与距离相关系数对遥测数据进行相关性评价分析,表明3种相关系数可优势互补。其次,建立了基于支持因子的证据理论融合算法,实现证据的冲突基本概率赋值函数分配,避免Dempster-Shafer证据理论(D-S证据理论)的一票否决和合成规则失效问题。最后,利用3种相关系数构造相关性证据并开展遥测数据相关性分析实验。结果表明:基于支持因子的证据理论融合方法能使Pearson相关系数、Spearman相关系数与距离相关系数的证据融合更加合理;在证据冲突大的情况下,相比相容系数的证据理论融合方法,相关概率计算结果准确度提高约6.55%,能更有效地处理证据冲突问题。 展开更多

关键词 遥测数据 相关系数 证据冲突 支持因子 D-S证据理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法 被引量：1

5

作者 袁彰求 杨朝旭 荣海军 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期817-826,共10页

高空飞艇具有驻空时间长、能源消耗低等优点,在面对信息监测和长期通信方面有很高的应用价值。综合考虑飞艇平台与载荷在指标上的耦合关系,提出一种面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法。首先,运用模糊综合评估法将无法直... 高空飞艇具有驻空时间长、能源消耗低等优点,在面对信息监测和长期通信方面有很高的应用价值。综合考虑飞艇平台与载荷在指标上的耦合关系,提出一种面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法。首先,运用模糊综合评估法将无法直接用于数据分析的定性指标转化为定量指标,实现多类型指标的完全量化。其次,通过基于模糊C均值聚类的最大信息系数相关性分析选择与关注指标相关的指标,构建轻量评估体系。再次,提出专家排序评价的主客观组合赋权法,基于轻量评估体系计算权重获得效能评估结果。最后,通过实例验证所提效能评估方法的有效性。所提出的轻量化高空飞艇效能评估方法可为高空飞艇的设计和优化提供数据支持,缩短研发周期、降低经济成本。 展开更多

关键词 效能评估 模糊综合评估法 模糊C均值聚类 最大信息系数 组合赋权法

在线阅读 下载PDF 职称材料

组合管道结构流固耦合振动特性分析

6

作者 姚胜婕 王骥骁 +2 位作者 柴怡君 杨雄伟 王春明 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期405-414,共10页

为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性,采用试验测试和仿真分析获得了组合管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型;基于双向流固耦合分析方法求解了管道流致振动响应及流体压力变化,并开展动响应试验测试与数值结果... 为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性,采用试验测试和仿真分析获得了组合管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型;基于双向流固耦合分析方法求解了管道流致振动响应及流体压力变化,并开展动响应试验测试与数值结果进行对比验证。结果表明,管道固有频率在流体附加质量的影响下明显降低,而模态振型基本不受影响;组合管道结构中直弯管连接处以及弯头等不连续部位的存在,会使管内流体状态受到扰动而出现压力波动,并诱发管道振动,且管道的振动频率与其固有频率接近。研究结果对保证管道系统安全运行具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 组合管道结构 流固耦合 干模态 湿模态 振动响应

在线阅读 下载PDF 职称材料

螺栓连接钢支架动力学建模及实验研究 被引量：7

7

作者 李振兴 张涛 白长青 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期785-790,993,共7页

螺栓连接是钢结构连接的主要方式之一,但螺栓连接结构的线性和非线性动力学模型在实际工程中的适用性问题一直没有得到很好的解决。本文搭建用螺栓连接固定的钢支架实验平台,对不同数量螺栓固定的钢支架进行模态实验。根据螺栓连接边界... 螺栓连接是钢结构连接的主要方式之一,但螺栓连接结构的线性和非线性动力学模型在实际工程中的适用性问题一直没有得到很好的解决。本文搭建用螺栓连接固定的钢支架实验平台,对不同数量螺栓固定的钢支架进行模态实验。根据螺栓连接边界条件的不同处理方式,分别建立线性的完全固连模型、螺栓位置固连模型、非线性摩擦接触模型进行模型计算精度和工程适用性研究。通过实验数据和所建立三种模型计算结果的对比分析发现:完全固连模型的计算精度比较低;相对而言,螺栓位置固连模型的计算结果更接近于实验值,尤其是多螺栓固定的钢支架工况;与两种线性模型相比,非线性接触模型与实验值之间的误差比显著减小,意味着非线性接触模型即使在连接螺栓数较少的结构分析中也能满足工程中的结构计算要求。 展开更多

关键词 钢结构 螺栓连接 非线性模型 接触 动力特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

圆形肋柱通道强化换热流动机理实验研究 被引量：2

8

作者 段敬添 张科 +2 位作者 徐进 雷蒋 武俊梅 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期10-18,共9页

圆形肋柱广泛应用于涡轮叶片内部尾缘强化换热通道。针对圆形肋柱通道强化换热流动机理开展了实验研究,利用PIV技术得到相同雷诺数Re(1.0×10^(4)或2.0×10^(4))下通道中心面的流场分布,并与稳态液晶测温实验得到的通道端壁努... 圆形肋柱广泛应用于涡轮叶片内部尾缘强化换热通道。针对圆形肋柱通道强化换热流动机理开展了实验研究,利用PIV技术得到相同雷诺数Re(1.0×10^(4)或2.0×10^(4))下通道中心面的流场分布,并与稳态液晶测温实验得到的通道端壁努塞尔数Nu分布进行对比。结果表明:对于圆形肋柱通道,肋柱下游尾迹区后横向速度脉动强度分布和端壁Nu分布相似,而流动充分发展后,小尺度脉动增强,湍流动能(Turbulent Kinetic Energy,TKE)和Nu的分布都非常均匀;随着Re的增大,横向速度脉动强度和端壁传热强化都明显下降,说明圆形肋柱下游涡脱落带来的强烈横向速度脉动是当地换热增强的主要原因,而其下游小尺度的速度脉动会使局部换热更加均匀。 展开更多

关键词 圆形肋柱 强化换热 流动特性 交错排布

在线阅读 下载PDF 职称材料

翼型下表面柔性襟翼流动控制机理研究 被引量：1

9

作者 孟俊苗 韩佳坤 陈刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期22-30,共9页

为解决低雷诺数下仿生飞行器设计中边界层流动分离这一热点问题,仿照鸟类次级羽毛的流动控制机制,提出了利用翼型下表面柔性襟翼进行非定常流动控制的方法。建立了一种以浸入边界法为核心的通用IB-LB-FEM流固耦合数值模拟框架,并系统研... 为解决低雷诺数下仿生飞行器设计中边界层流动分离这一热点问题,仿照鸟类次级羽毛的流动控制机制,提出了利用翼型下表面柔性襟翼进行非定常流动控制的方法。建立了一种以浸入边界法为核心的通用IB-LB-FEM流固耦合数值模拟框架,并系统研究了下表面柔性襟翼位置和刚度系数对NACA0012翼型非定常流动的影响,揭示了柔性襟翼流固耦合效应下的变形规律及其非定常流动控制机理。研究结果表明:当柔性襟翼靠近尾缘时,其对翼型气动性能的影响较为明显,其中最大平均升阻比相比无襟翼翼型提升了33.32%;下表面柔性襟翼并没有直接参与翼型表面流动分离的控制,但其通过扰动翼型下表面的非定常流动在襟翼后方形成新的流动分离从而影响了翼型的气动特性。此外,改变下表面柔性襟翼的刚度系数,将充分利用流固耦合特性有效改善翼型的气动性能。研究对于深入柔性襟翼流动控制机理,解决仿生飞行器的流动分离提供了新的研究思路。 展开更多

关键词 柔性襟翼 浸入边界法 流动控制 流固耦合 非定常流动

在线阅读 下载PDF 职称材料

固体火箭发动机内部热环境测量技术现状 被引量：3

10

作者 郝雪帆 曹涛锋 张虎 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期313-327,共15页

热防护系统的设计水平对固体火箭发动机的性能有着重要影响,准确获得发动机内部热环境参数是对其热防护系统进行精细化设计的前提。为全面了解国内外固体火箭发动机内部热环境实验测量现状及相关测量技术,从固体火箭发动机内壁面温度、... 热防护系统的设计水平对固体火箭发动机的性能有着重要影响,准确获得发动机内部热环境参数是对其热防护系统进行精细化设计的前提。为全面了解国内外固体火箭发动机内部热环境实验测量现状及相关测量技术,从固体火箭发动机内壁面温度、总热流和辐射热流测量三个方面对国内外相关研究进行了调研,总结了各类测量方法的原理、特点及应用现状,并对这些方法用于固体火箭发动机内部热环境测量进行了评述和展望。该文可为开展固体发动机热环境原位动态测试提供方案选型依据,进而支撑热防护系统的精细化设计和内部热环境精细仿真预示方法的发展。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 内部热环境 实验测量 精细化设计 热防护系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

各向异性Kelvin泡沫胞元高径比对其流动传热特性的影响 被引量：1

11

作者 张超 孔祥壮 +2 位作者 杜雁霞 王娴 肖光明 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期55-66,I0002,共13页

飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速... 飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速技术,实现了同时考虑泡沫骨架导热和多胞元孔隙尺度强迫对流换热的共轭传热数值模拟。在上述基础上,分别选取了Re=10、100、1000计算条件,开展了不同胞元高径比(H/D=0.5、0.75、1.0、1.5、2.0)对其流动传热特性的影响规律研究。结果表明,在不同Re条件下,随着各向异性Kelvin泡沫H/D的减小,其泡沫内部的流动阻力及努塞尔数均增大,且随着Re的增大,对流换热的作用增强,H/D的影响也更为明显。此外,相比于流动阻力,结构传热性能受H/D的影响变化速率更大,由此造成综合传热因子(j/f^(1/3))与H/D成反比关系,即减小Kelvin胞元H/D可有效提高泡沫结构的综合传热性能。 展开更多

关键词 各向异性 Kelvin泡沫 流动阻力 综合传热因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

Oldroyd-B黏弹性液滴撞击弯曲壁面的数值研究

12

作者 李国辉 吴小雨 王娴 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1342-1355,共14页

液滴撞击弯曲壁面现象广泛存在于冶金、化工和航空航天等领域,在某些场景下,液滴混入高分子聚合物后会表现黏弹性特性,为了进一步认识液滴黏弹性对撞击弯曲壁面的影响,对黏弹性液滴撞击弯曲壁面的过程进行数值模拟研究.研究基于相场方... 液滴撞击弯曲壁面现象广泛存在于冶金、化工和航空航天等领域,在某些场景下,液滴混入高分子聚合物后会表现黏弹性特性,为了进一步认识液滴黏弹性对撞击弯曲壁面的影响,对黏弹性液滴撞击弯曲壁面的过程进行数值模拟研究.研究基于相场方法和格子玻尔兹曼(LBM)方法,采用应力场分布函数求解Oldroyd-B本构方程,并施加适用于弯曲壁面的接触角模型,发展了固-液-气三相黏弹性流体模拟方法,对Oldroyd-B黏弹性液滴撞击弯曲壁面问题进行数值模拟,主要研究了黏度比β、韦伯数We和壁面接触角θ对撞击过程的影响.结果表明:撞击过程主要包括4个阶段:运动阶段、铺展阶段、拉伸阶段和撕裂阶段.黏度比β越低,液滴在铺展拉伸阶段动能衰减越慢,转化的表面能更多,但更早进入撕裂阶段,液滴撞击弯曲壁面后,更容易脱离壁面.韦伯数We较小时,液滴主要在壁面处附着或反弹;We较大时,液滴会撕裂并脱离壁面,We越大,液滴在铺展拉伸阶段动能衰减越快,进入撕裂阶段更慢.壁面的亲疏水性会影响液滴最终的状态,疏水性越高,对铺展阶段的阻碍作用越强,液滴越容易发生撕裂和脱离. 展开更多

关键词 Oldroyd-B流体 液滴撞击 相场方法 LBM 弯曲壁面

在线阅读 下载PDF 职称材料

固体火箭发动机内部燃烧产物辐射特性预示方法及分布规律

13

作者 郝雪帆 李伟 +1 位作者 曹涛锋 张虎 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-69,共10页

介质辐射传热对含金属推进剂固体火箭发动机内部热环境影响显著。建立精确、高效的参与介质辐射特性预示方法是对发动机内部热环境进行精细数值预示的重要前提。针对发动机内的熔融氧化铝颗粒和多组分燃气,分别基于Mie理论和逐线计算法... 介质辐射传热对含金属推进剂固体火箭发动机内部热环境影响显著。建立精确、高效的参与介质辐射特性预示方法是对发动机内部热环境进行精细数值预示的重要前提。针对发动机内的熔融氧化铝颗粒和多组分燃气,分别基于Mie理论和逐线计算法建立了其辐射特性精细计算方法,结合数据插值方法和普朗克平均吸收系数总体模型构建了固体火箭发动机燃烧产物辐射特性快速预示方法。计算得到了HIPPO喷管内部燃烧产物辐射特性参数的一维分布特性,研究了燃烧温度、压强及推进剂铝含量对喷管内燃烧产物辐射特性的影响规律。结果表明:在燃烧室和喷管喉部之间颗粒对燃烧产物吸收系数的贡献占主导地位,而燃气的贡献可忽略;在喷管扩张段,燃气对吸收系数的贡献逐渐显著;在喷管出口处,燃气对吸收系数的贡献不可忽略;燃烧室温度和推进剂铝含量的升高、燃烧室压强的降低均会导致燃气对辐射传热贡献比例的减小。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 燃烧产物 熔融颗粒 燃气 辐射特性 预示方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命预测方法 被引量：40

14

作者 赵广社 吴思思 荣海军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期150-155,172,共7页

针对统计数据驱动方法中多变量无法建立退化模型的问题,提出了一种多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命(RUL)预测方法。建立了基于欧氏距离的航空发动机监测信息融合模型,综合多源监测数据以量化发动机健康状态退化过程;构建了基于非... 针对统计数据驱动方法中多变量无法建立退化模型的问题,提出了一种多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命(RUL)预测方法。建立了基于欧氏距离的航空发动机监测信息融合模型,综合多源监测数据以量化发动机健康状态退化过程;构建了基于非线性漂移维纳过程的航空发动机退化模型,推导发动机剩余寿命概率密度函数解析式,实现对发动机剩余寿命的估计。选取C-MAPSS数据集进行仿真实验,结果表明,与已有研究结果相比,所提方法预测结果在确定系数和惩罚得分两项均有所改进。该方法可为其他非线性退化系统的RUL预测提供一定的参考。 展开更多

关键词 剩余寿命 航空发动机 概率密度函数 统计数据驱动

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用LabVIEW软件开发的气体绝缘金属封闭开关设备声振联合检测系统 被引量：12

15

作者 王永泉 杨朝旭 +2 位作者 周淳 张涛 陶思宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期131-140,共10页

为在线采集气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部异物缺陷作用下的声发射、振动信号,并满足GIS检测工作需要数据采集、记录、异物缺陷分析和评估等对检测系统功能的要求,基于LabVIEW软件开发了一套GIS声振联合检测系统。首先,在分析系统... 为在线采集气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部异物缺陷作用下的声发射、振动信号,并满足GIS检测工作需要数据采集、记录、异物缺陷分析和评估等对检测系统功能的要求,基于LabVIEW软件开发了一套GIS声振联合检测系统。首先,在分析系统功能需求的基础上,采用声发射、振动传感器和高速数据采集卡等搭建多通道便携式GIS声振信号采集装置;其次,运用模块化和功能化的设计思想,在软件设计中重点开发集声、振两路信号的采集与记录、分析与处理、存储与查看等功能模块,开发测试和评估界面;最后,利用环境类传感器搭建GIS检测场景环境变量检测模块,并调用Matlab软件对提取到的声振信号进行频谱分析和结果评估。实验结果表明,系统通过连接测量传感器可有效获得GIS异物缺陷产生的声振信号,实现GIS内部异物缺陷自由金属颗粒的三维动态仿真和飞行图图谱功能。所开发系统功能可扩展性强,软件界面简洁直观、易于操作,对GIS异物缺陷检测准确率高于90%,为GIS检测工作带来了便利。 展开更多

关键词 气体绝缘封闭开关设备 LABVIEW 声振联合 异物缺陷检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

几何参数对三维仿生运动翼推进性能的影响研究 被引量：7

16

作者 陈刚 苑宗敬 +2 位作者 张鸿志 韩佳坤 龚春林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期131-137,共7页

为了研究几何参数对三维仿生运动翼推进性能的影响,基于IB-LBM算法开发了可在天河2号超级计算机上运行的大规模并行求解器。实现过程包括用浸入边界法在翼型表面构造力函数,并通过插值函数将翼型表面的力函数分散到周围流体网格点,然后... 为了研究几何参数对三维仿生运动翼推进性能的影响,基于IB-LBM算法开发了可在天河2号超级计算机上运行的大规模并行求解器。实现过程包括用浸入边界法在翼型表面构造力函数,并通过插值函数将翼型表面的力函数分散到周围流体网格点,然后通过格子波尔兹曼方法进行流体计算,更新速度场。以椭球翼、平板翼、NACA0012翼、长方体翼为研究对象,系统研究了仿生翼的几何形状对推力系数与涡系结构的影响。研究表明:椭球翼表面的涡系结构饱满且距离翼型表面最近,其推进性能最好;NACA0012翼和平板翼的涡系结构类似,推进性能相近;长方体翼由于钝体效应导致涡系结构细小且距离翼型表面较远,其推进性能最差。研究结果表明,在仿生飞行器设计中,应避免采用类似于长方体外形的钝体仿生翼,椭球翼推进性能最佳,但是由于椭球型质量分布导致对仿生飞行器连接部位质量要求较高,可采用推进性能相近的平板翼。 展开更多

关键词 仿生运动翼 浸入边界法 格子玻尔兹曼法 推进性能 几何参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

气体动压径向轴承超薄气膜润滑动特性分析 被引量：9

17

作者 吴垚 杨利花 +1 位作者 徐腾飞 徐郝亮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期908-917,共10页

在微纳米尺度下工作的气体薄膜润滑轴承,气膜厚度与气体分子平均自由程较为接近,气体稀薄效应是影响轴承动态特性的关键因素。通过MATLAB的偏微分方程工具箱求解超薄气膜润滑动态Reynolds方程得到动态刚度和阻尼系数,探讨了不同半径间隙... 在微纳米尺度下工作的气体薄膜润滑轴承,气膜厚度与气体分子平均自由程较为接近,气体稀薄效应是影响轴承动态特性的关键因素。通过MATLAB的偏微分方程工具箱求解超薄气膜润滑动态Reynolds方程得到动态刚度和阻尼系数,探讨了不同半径间隙,稀薄效应修正模型以及轴承参数对动特性系数的影响。结果表明,随轴承间隙减小,气体稀薄程度增加,气体径向轴承的动态刚度系数显著降低,动态阻尼系数有所增加。当半径间隙降低到纳米尺度时,动态性能受轴承参数的影响较小。 展开更多

关键词 动压轴承 超薄气膜润滑 动态Reynolds方程 半径间隙 动态性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

低雷诺数下超微型复合材料旋翼流固耦合分析研究 被引量：5

18

作者 刘振 杨东 卜宸 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期283-290,共8页

复合材料轻薄旋翼在气动力的作用下发生结构变形和振动是造成旋翼推进性能改变和破坏的重要原因之一。针对超微型复合材料旋翼,搭建了基于非接触式超微型旋翼模态试验测量平台,研究了旋翼结构固有特性,建立了旋翼铺层复合材料的有限元模... 复合材料轻薄旋翼在气动力的作用下发生结构变形和振动是造成旋翼推进性能改变和破坏的重要原因之一。针对超微型复合材料旋翼,搭建了基于非接触式超微型旋翼模态试验测量平台,研究了旋翼结构固有特性,建立了旋翼铺层复合材料的有限元模型,并用实验模态数据验证了有限元模型的准确性。搭建了可测量微小力和扭矩的超微型旋翼推进性能试验平台,获得了超微型旋翼的推进特性。结合基于多块结构化网格、多参考坐标系运动域方法以及两方程湍流模型的流体求解器和基于有限元方法结构动响应求解器,开展了超微型旋翼流固耦合研究,分析了柔性旋翼的响应和推进特性,并同实验数据进行了对比,结果发现耦合计算中旋翼结构呈现以2阶模态振型为主的上拍现象,耦合计算得到的旋翼推力和扭矩相比实验值误差仅为7%,而非耦合状态计算误差可达11%,且耦合计算时旋翼结构系统稳定,未发生颤振现象。研究表明了采用流固耦合方法研究旋翼气动和结构性能的必要性。 展开更多

关键词 超微型旋翼 气动力特性 流固耦合 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

图案化介质磁盘-磁头气体润滑动态特性分析 被引量：1

19

作者 杨利花 杨凯 +1 位作者 徐郝亮 虞烈 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期2036-2042,共7页

在小扰动条件下,提出应用偏导数法在复数域内求解可压缩气体润滑的动态Reynolds方程,以计算任意磁盘表面形状的磁盘-磁头气膜润滑的动态刚度和阻尼系数。以圆柱形和立方形比特图案化介质(BPM)磁盘为研究对象,研究了磁单元尺寸参数对气... 在小扰动条件下,提出应用偏导数法在复数域内求解可压缩气体润滑的动态Reynolds方程,以计算任意磁盘表面形状的磁盘-磁头气膜润滑的动态刚度和阻尼系数。以圆柱形和立方形比特图案化介质(BPM)磁盘为研究对象,研究了磁单元尺寸参数对气膜动态系数的影响,并比较了两种BPM对应的动态性能。数值结果表明,与光滑磁盘相比,图案化介质磁盘对应的气膜润滑动态刚度系数和阻尼系数大大减小,且随磁单元高度增大,动态系数逐渐减小。相比圆柱形BPM,立方形BPM对应的气膜具有较大动态刚度和阻尼系数,计算结果可为图案化介质磁盘的设计提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 比特图案化介质 计算机磁盘 存储密度 动态性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

尺度自适应的离散统一气体动理学格式及在可压缩流动中的应用

20

作者 许丁 孙祥 刘欣 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期232-243,共12页

基于Boltzmann-Shakhov模型方程,建立其沿特征线离散的一般形式,离散过程中对于碰撞项的处理采用显式和隐式加权平均的方法,其中权系数依赖于当地努森数,可根据当地流动尺度不同进行自适应调节。通过权系数的引入,对文献现有离散统一气... 基于Boltzmann-Shakhov模型方程,建立其沿特征线离散的一般形式,离散过程中对于碰撞项的处理采用显式和隐式加权平均的方法,其中权系数依赖于当地努森数,可根据当地流动尺度不同进行自适应调节。通过权系数的引入,对文献现有离散统一气体动理学格式进行改进,发展出具有尺度自适应特性的离散统一气体动理学格式(Scale Adaptive Discrete Unified Gas Kinetic Scheme,SADUGKS)。将SADUGKS格式应用于若干典型可压缩流动,对格式的有效性和尺度自适应特性进行了检验,所得数值结果与文献已有结果吻合较好,表明SADUGKS格式是一种求解宽范围努森数变化、跨流域多尺度流动问题的有效算法。 展开更多

关键词 气体动理学 统一格式 尺度自适应 Boltzmann-Shakhov模型 可压缩流动

在线阅读 下载PDF 职称材料