系留气球高压供电技术

供电系统是系留气球长期安全运行、顺利执行任务、提高出勤率的重要保证.本文根据系留气球的特点,对不同的供电系统方案进行了分析和比较,并按最优的方案对系留气球的高压供电系统进行了设计.     

浮空器气囊材料一般缺陷的修复方法研究

本论文详细阐述了浮空器气囊材料一般缺陷的修复方法,主要包括气囊材料缺陷的分类、修复所用辅助工具和材料、修复方法及程序、质量控制等,本论文为后续高空大型系留气球、对流层飞艇、平流层飞艇课题的研究和相关型号的研制提供了坚实基础。     

一种新型系留气球接闪装置设计

中大型系留气球做为目前很受重视的侦察设备搭载平台,其升空高度及长航时要求使其在设计时必须考虑雷电影响.接闪装置作为系留气球的主要雷击接闪结构,面临着苛刻的使用要求.本文提出一种新型的接闪装置,通过GJB3567-99的试验方法验证,其雷击附着性能完全满足标准及适航要求,为系留气球的接闪装置设计提供了一条可行道路.     

滑动索膜结构超压气球设计与形状修正

在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力. 为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用与囊体相对滑动的绳索代替与囊体固连的加强筋,更有利膜面应力传递.为了使囊体上应力沿环向分布更均匀,先在理论上进行了索膜结构膜面平衡形状分析,再根据分析中囊体膜面经、纬向曲率半径值与气球抗压能力的关系,采用一种对单幅囊体截面曲线进行椭圆修正的方法设计滑动索膜结构超压气球囊体.最后,以16幅膜面、直径为4 m的正球形超压气球为例,用有限元软件Abaqus建立了浮空状态超压气球的有限元模型对设计外形及修正外形进行验证,并分析了摩擦系数对索、膜匹配性的影响. 结果表明:按该方案设计,气球承压极限值在一定范围内随在赤道截面绳索径向收紧量dl的增大而增大;且经过修正设计后的超压气球,膜面应力分布更均匀,能承更高超压量;另外,索、膜间摩擦系数仅仅在较小值范围内会影响气球受力分布,其值的减小能相应降低绳索应力.     

深海自持式剖面浮标浮力变化规律

为了分析海水温度、盐度、压力等环境参量对深海自持式剖面浮标净浮力的影响规律,以自主研发的4 000 m水深自持式智能浮标“浮星1号”为研究对象,建立理论模型,得到浮标整体变形量随压力、温度的变化规律. 通过压载试验及海上试验,验证了仿真模型预测结果的准确性和可靠性,得到浮标运动过程中的体积及浮力变化规律. 研究结果表明：温度对浮标体积的影响主要体现在较浅深度范围内,压力对浮标体积的影响随水深基本呈线性规律变化;浮标净浮力随着水深的增加呈非线性规律增加,在较浅深度的情况下,净浮力变化量主要受温度的影响,在较大深度的情况下,净浮力变化量主要受压力的影响;至4 000 Pa,浮标体积收缩总量为818 mL,净浮力增量等效质量为463 g.     

牵引速度对装药水中爆炸冲击波的影响

为研究柱形装药牵引运动速度对冲击波超压的影响规律,运用动力学分析软件AUTODYN对柱形装药水中动爆过程进行了数值模拟,获得了柱形装药牵引速度和长径比对冲击波超压场的影响规律.结果表明,在牵引速度的影响下,不同长径比药柱爆炸冲击波超压在不同方位角θ上的差异相对于静态爆炸更为明显;药柱牵引速度V=0m/s时,长径比小的药柱爆炸所产生的轴向(方位角θ=0°)冲击波超压峰值相对较高,径向超压峰值较低,而长径比大的药柱轴向(方位角θ=0°)超压峰值较低,径向超压峰值较高;当牵引速度V由0m/s增加到200m/s时,轴线正向和径向的最大超压峰值相对于静态分别提高了7.8%和7%.     

飞翼式碟形水下滑翔机流动与运动特性分析

为提高碟形水下滑翔机的水动力性能和滑翔经济性,提出一种新型飞翼式碟形自主水下滑翔机,采用计算流体力学中SST(shear stress transmission)湍流模型对其流体动力特性进行分析,得到其在0°~21°小攻角范围内升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数以及升阻比的变化规律.并与模型实验结果进行对比,得出数值模拟结果与实验结果具有良好的一致性,验证了数值计算方法的有效性,且与传统水下滑翔机相比,飞翼式碟形自主水下滑翔机具有更优的综合水动力性能和滑翔经济性能.对于其运动特性,则基于多体动力学理论建立了该型水下滑翔机的动力学与运动学模型,并考虑了其内部纵向、横向调位滑块移动速度以及浮力驱动系统压载质量变化速度等调节变化的影响,代入数值仿真所得水动力系数,对该型水下滑翔机锯齿滑翔和螺旋滑翔等两种典型水下滑翔运动进行运动仿真.结果表明,该型水下滑翔机具有一定的运动稳定性,从理论上验证了其水下滑翔的可能.     

薄壁金属气囊抛撒性能流固耦合分析

为研究机载布撒器囊式抛撒系统中气囊的抛撒性能,以初始为扁平结构的薄壁金属(304不锈钢)气囊为研究对象,采用流固耦合的方法对其膨胀抛弹过程展开数值仿真分析,得到囊内的流场特性和囊壁的应力响应,计算结果与试验吻合较好.分析了入口边界条件及气囊结构对抛撒结果的影响,计算结果表明:气囊入口直径和入口边界条件是影响子弹分离速度和过载的关键因素,装药量、入口直径越大,子弹过载越大;一定装药量下,气囊入口直径不同时,子弹存在极限分离速度;气囊初始面积对子弹分离速度影响很小(仅4%),主要影响囊内的燃气压力,初始面积越大囊压越小,有利于降低囊壁的应力值.计算结果可为气囊结构的优化设计与工程实际应用提供重要参考.     

汽车外后视镜流致振特性及其流动机理

采用双向流固耦合的方法对汽车外后视镜扰流进行仿真分析,对主要的振动形式进行阐述,探究其振动的机理。首先,研究了刚性后视镜模型,得到后视镜的阻力系数Cd和升力系数Cl,为流致振动的研究提供一个比较的基础,同时验证了仿真方案的可行性。再对流致振后视镜绕流进行数值模拟,研究流致振后视镜在不同来流速度下的振动特性,得到阻力和升力系数、振动的振幅、涡脱频率等参数随速度的变化趋势。结果表明:当涡脱频率与后视镜结构的固有频率接近时,可以引起后视镜强烈的振动,而且对振动强度的影响程度远远大于对风场强度的影响。     

小型卫星立式对接测试平台的动力学分析

为了研究小型卫星立式对接测试平台的动力学特性,对测试平台和三爪式对接机构进行了动力学联合仿真,建立了接触瞬间滚转装置的动力学模型和试验系统坐标系,分析了接触点的作用力,采用质量动代换的方法对运动装置进行简化,建立了对接初始条件下滚转装置的动力学方程.依据Hertz弹性碰撞模型理论,利用ADAMS软件分别在正碰和斜碰状态下选取两组对接初始条件进行了动力学仿真.仿真结果表明:不同初始条件下的球关节运动学特性及受力状况是不同的,球关节质心处的受力随着初始角度的增大而变大,而且运动学特性也随之改变.     

舰载直升机系留的优化分析方法

本文利用虚拟样机仿真软件ADAMS建立了舰载直升机系留模型,通过仿真得出系留力的大小;着重介绍了系留索的变量化建模方法;利用序列二次规划法—SQP对舰载直升机甲板系留点的位置进行优化分析,从而为舰载直升机系留力的计算与优化提供了一种新的方法.     

小区庭院管网水力特性仿真

借助计算机仿真软件,对张家口市某小区庭院管网水力特性进行了仿真。建立了循环水泵、压力节点及常用阀门的数学模型及仿真模型,通过模型组态实现了庭院管网的动态仿真。仿真运行数据表明,该管网存在一定程度的水力失调。通过对入户阀门及各分支阀门的开度调整,实现了管网的水力平衡,调整结果为实际管网节能运行提供依据。     

下潜深度对火箭深弹中部补气减阻的影响

利用Fluent软件研究下潜深度对火箭深弹阻力特性以及中部补气减阻效果的影响,通过对下潜速度和通气量两个影响因素的分析,得到下潜深度在0 ～ 200m范围内火箭深弹的阻力计算结果.结果表明,相同速度下,下潜深度越大,火箭深弹的阻力系数和表面空泡形状越小;下潜深度对中部补气的减阻效果影响较小;增大通气量,可有效地增大中部补气的减阻效果.     

基于空气动力学的车身改进设计

以奥迪TT轿车为例,依据空气动力学理论,运用相关有限元软件对原始车身进行风洞试验仿真分析.从中发现不足之处,进而提出改进方案,以降低车身的空气阻力系数.经对改进后的车身再次进行仿真分析,验证了改进方案的准确性和稳定性.     

AMT离合器起步接合过程控制研究

通过对离合器工作过程研究,建立离合器接合动力学模型.从满足车辆起步要求出发,确定影响离合器接合性能的主要因素和理想接合规律,制定了“比例-模糊-PID”多模态控制策略.利用Matlab/Simulink软件搭建离合器起步的仿真模型,结果证明该控制策略合理有效.     

三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素.采用 MATLAB 中simulink 的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法.运用多刚体系统运动理论和拉—欧方程建立了系统动力学模型,提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法,利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器,运用 MATLAB 软件的仿真工具箱,对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真,结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性.     

弹头引信飞行气动热数值模拟及传热规律研究

炮弹、火箭弹增程后射击精确度明显下降,并且出现瞎火甚至早炸问题,而飞行气动热是火箭弹弹头引信热特性的主要影响因素.以某型号火箭弹为研究对象,通过Fluent软件仿真,获得了火箭弹引信在弹道飞行过程中,各个时刻的驻点温度和锥面空气附面层温度分布.通过对内部传热模型的建立和瞬态解算,揭示了弹头引信内部各关键点的热变化规律.仿真结果显示:温度变化对速度变化具有很好的跟随性,并能为引信电源热利用提供依据.     

水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流研究

基于多相流理论,利用Fluent6.3对水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流进行了数值模拟,分析了空泡形态和阻力特性与其结构参数的关系.结果表明:串列双圆柱体与单圆柱体相比,阻力系数降低;后圆柱体所受总阻力减小至几乎为零,前圆柱体承受了几乎全部的阻力;两圆柱体的间距和前端圆柱体的长度只影响超空泡的形成,前端圆柱体直径是影响阻力系数的主要因素.     

液压减振器动力学模型对车辆性能的影响

利用Rebrouck建模方法,建立了液压减振器的动力学模型,该模型反映了位移、速度、加速度、频率和温度等因素对减振器阻尼力的影响.使用Levenberg-Marquardt优化算法,利用某型号ATV(all terrain vehicle)右后减振器试验数据对活塞阀特性参数进行了辨识,模型计算值和试验数据吻合良好.将该减振器动力学模型以S-function的形式集成到CarsimTM的某E-class整车模型中,在扫频路面和双移线工况下研究了减振器动力学模型和速度-阻尼力曲线模型对车辆动力学响应的影响.     

舰船摇摆环境飞机牵引车牵引特性仿真分析

为了研究舰船摇摆环境下飞机牵引车的牵引特性,通过对一辆舰载牵引车的实际测试,基于Virtual.Lab Motion软件平台建立了该牵引车的多体动力学模型.经过各种仿真试验,从牵引速度、牵引力及附着力3个主要方面分析了舰船摇摆运动对牵引车牵引特性的影响规律,初步掌握了舰船横摇、纵摇和垂荡及舰船摇摆中心、幅值和周期等因素...