翼形表面流动激励载荷特征试验研究

为了研究水下航行体翼形表面流动激励载荷特征,采用柔性基底微型传感器阵列,建立风洞中翼形结构表面流动激励载荷测试方法。分析了翼形表面层流、转捩、湍流发展过程中激励力试验特征,试验结果表明:翼形表面经过层流、转捩、湍流发展过程,随着来流速度的增大,翼形表面转捩区位置逐渐前移直至完全湍流。提出了转捩点预报修正方法,修正后预报值与试验值偏差在 10 % 以内,为水下航行体翼形流动激励力相关研究提供试验基础。     

介质阻挡面放电等离子体流动控制研究进展

介质阻挡面放电（Surface Dielectric Barrier Discharge,SDBD）等离子体主动流动控制技术可以显著改善飞行器的气动性能,已经成为国内外研究的热点问题。通过介绍国外针对SDBD特性、流动控制机理、气动激励数学模型、流动控制影响因素等的研究现状,总结了国内在SDBD等离子体流动控制实验、数值模拟和机理研究方面的进展,归纳出现阶段研究中面临的问题及未来需要解决的问题,并指出提高抑制流动分离能力的等离子体冲击流动控制方式是一种重要研究方向。     

吸力面等离子体激励对低压涡轮叶栅流场的影响研究北大核心CSCD

为探究等离子体激励对尾迹扫掠下低压涡轮叶栅吸力面附面层分离和总压损失的控制机理,文章采用数值模拟方法分析等离子体激励效应对叶栅流场的作用规律,探究激励位置对流动控制效果的影响。研究表明,激励位置从时均分离点上游向尾缘移动时,叶栅出口处总压损失系数呈现先减小后增大的趋势。当激励器处于吸力面时均分离点下游5%轴向弦长位置,吸力面后部附面层分离现象完全被抑制,出口总压损失系数下降约10%。在吸力面后部施加激励能有效抑制吸力面上的附面层分离,但对端壁区的流场影响较小。     

等离子抑制翼尖涡实验研究

该文对利用DBD等离子体注入能量抑制翼尖涡进行了风洞试验研究。通过采用PIV粒子成像测速技术测量了三种不同结构的等离子体激励器影响下的后掠翼下游的尾涡流场,并结合矩形机翼在等离子作用前后的气动力变化,来判断等离子体抑制翼尖涡的效果。试验结果表明：在机翼翼梢的上下表面处布置等离子体激励器,通过等离子体产生的定向诱导气流形成诱导涡对流场注入能量,可以有效地延缓翼梢上翼面流动分离,抑制翼尖涡,增加升力,提高升阻比。在翼尖处流动分离较小时,等离子体抑制翼尖涡强度的效果明显;在大攻角下仍具有一定的作用;其效果与等离子体发生器的结构有关。因此,通过优化等离子体激励器结构,选择合适的等离子体激励器在翼梢表面的安放位置,可以更好地提高抑制翼尖涡的效果。     

基于COMSOL的水中脉冲放电等离子体数值模拟研究

本文基于COMSOL建立了水中脉冲放电二维轴对称流体模型,通过数值模拟求解载流子的对流与扩散方程计算了纳秒脉冲电压下水中放电产生等离子体的电子密度数值。为研究不不同放电条件对放电过程的影响,本文分析了脉冲电压幅值、脉冲电压上升沿长短与电极间隙距离改变时等离子体电子密度的变化情况。仿真结果表明:随着脉冲电压幅值增大,水中脉冲放电等离子体电子密度增大,且峰值出现时间较快、脉冲电压上升沿较短导致正离子流注发展速度加快、在一定范围内放电间隙变长会获得更高的等离子体电子密度。     

基于CFD方法的调节阀流动噪声预测

阀门的噪声是阀门的重要性能指标之一。流体噪声是阀门噪声中重要的源之一,特别是阀门流速较高时,流体噪声的影响更加突出。使用计算流体力学（CFD）和声学计算方法,对某一种调节阀门的管路流体噪声使用瞬态方法和准稳态方法进行分析,并同试验的结果进行对比。对两种方法的优劣进行比较。     

基于传声器阵列的低速空腔噪声控制试验研究EI北大核心CSCD

基于相位传声器阵列在声学风洞中测量了低速空腔流动中主要噪声源的分布特性,提出了一种新的评估气动声源强度的计算方法。通过在空腔前后缘加装锯齿板和阻挡板的方式探索了空腔噪声抑制策略,并且比较了不同措施的降噪效果。结果表明:低速空腔流动噪声主要来自于剪切层与空腔后壁的相互作用;锯齿板以沿来流方向安装在前缘对空腔噪声控制效果最好,且锯齿越密集,噪声抑制效果越明显;阻挡板对空腔噪声控制效果不理想。     

工频脉冲激励条件下线形微波H2等离子体的Langmuir探针诊断

在金刚石膜的化学气相沉积过程中，使用脉冲电源激励的微波等离子体可以提高金刚石膜的沉积速率或金刚石膜的质量。本文使用Langmuir探针研究了在工频脉冲电源激励条件下形成的线形微波H2等离子体的状态和开关特性。实验测量了在使用一支磁控管单独激励和两支磁控管共同激励情况下的H2等离子体的状态参量，包括等离子体的空间电位‰、探针悬浮电位Vf、电子温度Te和电子密度ne随时间的变化，特别是讨论了H2等离子体参量在激励电源开启与关断瞬间的过渡特征。     

吸附式扩压叶栅流动仿真与试验研究

利用附面层抽吸技术,对大弯角平面扩压叶栅端壁流场进行试验研究,通过叶栅吸力面开槽抽吸的方式,研究不同吸气位置、吸气量对叶栅气动性能的影响,结合平面叶栅流动试验和数值仿真结果,分析叶栅抽吸和不抽吸的分离线形态及流场结构,探索叶栅附面层流动机理和端壁流动对叶栅气动性能的影响。结果表明:控制附面层流动的吸出技术是改善压气机叶栅性能的关键手段之一,对于高亚音速叶栅采用吸力面附面层吸出技术,可以提高叶栅气动性能。     

基于涡流发生器控制民机后体流动分离与减阻机理的实验研究

该文通过风洞测力、油流和PIV流动显示测量实验,研究了涡流发生器对民机后体流动分离控制及减阻机理。实验结果表明：涡流发生器的高度、安装角度和安装位置是影响后体流动分离控制的主要参数,前缘后掠角度和长度等参数的影响相对较小;负迎角时在靠近机身尾部位置布置涡流发生器的减阻效率较高;较佳的涡流发生器控制方案中,后体分离的油流聚集线明显后移,同时空间PIV测得的分离涡量明显变小,从机理上印证了测力结果。     

等离子体射流控制机翼气动力矩的实验研究

为考察火花放电等离子体射流控制机翼气动力矩的效果,在NACA0021平直机翼模型上安装火花放电等离子体射流发生器,通过改变射流发生器安装位置、射流角度及加载电参数,研究其控制机翼模型气动力矩的性能及机理。在NACA0021机翼模型近前缘处,布置2个火花放电等离子体射流发生器,采用气动力测量技术,在来流风速为20 m/s时测得,攻角-4°~10°时,滚转力矩系数最大减小了0.0024,攻角为12°~16°时,滚转力矩系数最大增加了0.0021;偏航力矩系数最大减小了0.00097。实验研究结果表明:等离子体射流可改变机翼模型横航向气动力矩,并可通过改变射流角度和加载电压频率调节等离子体射流控制横向气动力矩的效果。     

20K以下温区单级脉管制冷机直流控制实验研究

开展了20K以下温区单级脉管制冷机的实验研究，考察了直流流动对制冷机性能的影响，估算了不同制冷温度下制冷机循环的需气量，在对直流进行控制的情况下，采用2kW(RW2)和4kW(CP4)压缩机分别获得了18．7K和14．7K的最低制冷温度，对应的在30K的制冷量分别为10W和29．5W。     

基于品质因数的翼型绕流多孔抽吸控制

基于品质因数,对雷诺数Re=10⁴,攻角α=6°,抽吸起始位置位于分离点的NACA0012翼型绕流分离控制进行了数值模拟,讨论了抽吸区域与抽吸系数变化对控制收益与升阻比等参数的影响。结果表明：翼型升力与升阻比系数随控制区域增加而升高,但只有一个控制区域使阻力系数最小。相同控制区域,翼型最大升阻比对应一个最佳抽吸系数。若固定抽吸控制区域,则抽吸系数应尽量小,才能获得最多控制收益。另外,存在一个最佳控制区域尺度,使控制收益最高。     

用等离子体基脉冲偏压技术制备DLC膜

用等离子体基脉冲偏压技术制备了ＤＬＣ膜，ＤＬＣ膜硬度值达３０ＧＰａ，电阻值达１００ＭΩ以上。降低脉冲负压峰值及适量引入氢气可促进ＳＰ＾３结构的形成，但氢气量超过一定阈值后ＳＰ＾２束片尺寸细化，ＳＰ＾２键含量有增加的趋势。在ＧＣｒ１５轴承钢基体上经磁控溅射沉积约３００ｎｍ纯Ｔｉ层，再用脉冲偏压技术沉积ＤＬＣ膜的改性层，在ＤＬＣ膜与ＧＣｒ１５钢基体之间形成了Ｃ－Ｔｉ成分渐变的梯度层。     

一种基于综合泄漏流机制的涡轮转子流固耦合模型

针对涡轮转子Alford力模型的固有缺陷,综合考虑涡轮径向和轴向动静转子间隙变化对泄漏流的影响,研究了既包括涡轮径向偏心又涉及涡轮轴向偏斜的综合泄漏流机制,并以此为基础建立了能够同时反映涡轮径向偏心和轴向偏斜,同时还能体现涡轮平均径向和轴向间隙的非线性流体激振力模型。通过MATLAB进行数值积分和图形处理,得到了反映流体激振力与涡轮径向偏心距和轴向偏斜角关系的一组图形。最后还讨论了涡轮平均径向和轴向间隙以及涡轮偏心与偏斜相位差对流体激振力的影响。理论分析结果与现有实验数据比较证明,该模型是有效的,对建立考虑流固耦合的涡轮转子动力学模型具有实际意义。     

基于环境激励的钢管混凝土拱桥工作模态识别及修正

为了对已经运营多年的钢管混凝土拱桥结构的抗震性能进行验算和评估,以一座钢管混凝土拱桥的实际工程为例,建立其用于抗震分析的初始有限元动力模型,利用设置在拱桥上的健康监测系统,在环境激励下,采用FDD法对实际结构的工作模态进行识别,依据识别结果采用零阶近似法对初始有限元模型进行了修正。通过模态识别到模型修正的途径,可以将健康监测系统与抗震分析联系起来,为抗震分析提供一个基于实际状态的更为准确的动力分析模型。结果表明：FDD法可以准确识别出钢管混凝土拱桥的前5阶模态,具有良好的识别效果;主拱肋、稳定拱、吊杆、横撑和主梁所对应的材料特征值在修正前后的变化量为8。77%~10。21%,对结构动力特性有显著的影响;采用零阶近似法对模型进行修正后可以得到满意的结果,计算频率与实测频率的误差可缩小至0。11%~3。76%,修正后的模型能更为准确的体现实际状况,从而可以对已运营多年的桥梁结构做进一步抗震验算和评估。     

基于开关控制的智能预应力结构模型试验

针对活载与恒载比值高的情况,提出了梁中预应力随活载变化而变化的智能控制方法,即根据梁承受的荷载情况,在梁中配置适当的智能锚具,通过智能锚具的顶升、回缩改变梁中的预应力大小,从而实现梁监控点处的挠度或应变始终被控制在目标范围内.基于开关控制算法,采用模拟信号控制系统进行了智能预应力简支梁在缓慢移动荷载作用下的挠度控制试验...     

基于分级控制的智能预应力结构模型试

针对活载与恒载比值高的情况,提出在斜拉桥中采用随活载变化而变化的智能斜拉索方法,即根据主梁承受的荷载情况,在斜拉索中配置适当的作动系统,通过作动系统实时改变索力大小,从而实现主梁监控点处挠度或应变始终控制在目标范围内。基于分级控制算法,以应变控制为目标,采用数字信号控制系统进行了智能斜拉桥模型在移动荷载作用下的主动控制试验,研究了控制算法中电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响,以及在不同荷载移动速度下,控制算法中的死区设置和电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响。试验结果表明,通过作动器速度的分级和限位应变范围的分级,可提高系统在快速移动荷载作用下的控制能力,同时又能避免系统在慢速移动荷载作用下的频繁启动,实现了自适应控制的目标。     

基于镜像激励的结构动力学系统的设计点激励

在随机振动及结构可靠性研究中,动力学系统的设计点激励有着不可替代的作用,但非线性动力学系统设计点激励的计算方法仍是当今研究者的焦点之一。该文利用振子自由振动响应的镜像激励,给出了高斯白噪声激励下非线性系统的设计点激励,并将其应用到首穿失效概率估计问题中,与原始的蒙特卡罗模拟相比较,两者体现了高度的一致性。为进一步说明该文方法的正确性,针对线性系统,利用解析方法获得设计点激励的准确值,利用镜像方法所得近似值,将其均应用到首穿失效概率的计算中,数值例子显示,两种方法所得设计点激励稍有不同,但在计算首穿失效概率时,展现出同样的有效性。