压电组件嵌入式风洞模型支撑系统振动主动控制仿真

吹风试验时风洞模型支撑系统往往会产生较大振动,这将影响到风洞试验的准确性和可靠性。因此,研究并实现模型支撑系统的振动控制技术尤其重要。基于压电材料机电耦合行为和振动主动控制原理,设计压电组件嵌入式风洞模型支撑系统;依据刚柔耦合动力学理论,建立模型支撑系统结构振动仿真模型;联合经典PID控制算法,进一步构建模型支撑系统结构控制一体化仿真模型,实现系统主动振动控制仿真;最后,计及接触非线性环节,建立压电组件嵌入式结构有限元模型,校核接触强度,优化嵌入型式。仿真结果表明,压电组件嵌入式模型支撑系统振动控制效果明显,结构安全可靠,具有较强的工程应用性。     

基于色彩空间变换的彩色图像分割方法

彩色图像是当今数字图像的主要表现形式之一，彩色图像分割是图像处理的热点与难点问题之一。针对彩色图像分割的精度与速度问题，提出了一种基于色彩空间变换的彩色图像分割方法。该色彩空间重在突出图像三分量间的差异，从而充分利用彩色信息。同时，分割方法以向量化图像为对象，从背景去除的思想出发，采用分裂Bregman快速求解算法，从而达到高效分割的目的。数值实验表明，该方法能有效分割出图像的所有目标区域，分割区域较为完整，结果具有较高的精度。     

考虑非平衡效应的对流换热特性耦合模拟及热壁修正新思路

高超声速飞行产生的化学非平衡效应及其与表面结构/材料传热的相互作用，带来更为复杂的耦合对流换热特性，并造成用于气动热环境快速预测与评估的热壁修正方法适用性变差。针对上述问题，以碳氧离解环境碳基材料耦合催化加热为研究对象，在高超声速气动热与结构传热耦合数值模拟的研究基础上，进一步考虑化学非平衡效应和气固界面高温化学效应，分析耦合条件下飞行器对流换热特性，并根据耦合模拟结果提出了通过对气动加热按物理过程的贡献进行分解来改进热壁修正方法的新思路。     

确定性光学加工中抑制边缘效应的一种方法(英文)

在确定性光学抛光过程中,当加工到工件边缘时由于工艺条件发生变化会产生边缘效应,导致加工效率降低和面形误差增大.针对这种情况,提出了一种可修正边缘现象的球形工具抛光技术,其去除函数稳定性较好,形状趋于高斯分布且束径也较小,对修正边缘现象以及局部面形误差具有较好的效果.同时规划了其抛光路径,采用一种伪ρ-θ光栅扫描运动方式的加工路径,简化了球形抛光工具的结构,并且由于使加工纹路有了变化,可使加工后的表面纹理呈现无序性和均匀性特征,相应可提高加工后工件的表面质量.最后通过对一块微晶球面镜的加工(面形误差峰谷值PV由加工前1.607λ(λ=632.8 nm)收敛到加工后0.365λ,均方根值RMS由0.195λ收敛到0.024λ),验证了球形抛光工具具有修正边缘翘边现象的能力.     

典型尾翼布局的类乘波体气动与流场特性研究

通过数值模拟方法,深入对比研究了高超声速情况下类乘波体机身带单垂尾、双垂尾、三垂尾3种典型尾翼布局的气动特性,并揭示了机身对尾翼的干扰流动机理.研究表明:从全机的气动性能角度分析,双垂尾布局气动特性最优;从尾翼的纵向气动性能角度分析,单垂尾布局下尾翼的气动特性较好.最后揭示了机身对垂直翼、倾斜翼和水平翼的干扰流动机理.文中的研究结果能够对高超声速飞行器的尾翼布局设计提供有价值的参考.     

高尖速比下风力机塔影效应及叶片载荷特性研究

基于刚性运动网格和动态拼接网格的两种非定常计算网格策略,对NREL Phase Ⅵ风力机非定常塔影效应开展数值模拟研究。流动控制方程选取雷诺平均N-S方程,时间求解应用"双时间步"离散求解,湍流模型为单方程SA模型。通过对有/无塔架流动情况进行模拟,发现有/无塔架两种状态得到的叶片各站位压力系数分布与试验值基本吻合,表明采用的非定常计算方法是可行的;有塔架下叶片相位角Φ=90°状态的前缘吸力峰较相位角Φ=270°偏低;有塔架相位角Φ=270°附近流场结构简单,而相位角Φ=90°附近流动受塔架干扰明显。在此基础上,分析有塔架下单个叶片推力与扭矩随相位角的变化曲线,发现扭矩与推力均存在随相位角变化的两种波动现象,表现为大"凹坑"与小幅抖动的特征。进一步的分析表明,载荷"凹坑"由风力机塔架引起,而载荷小幅抖动由叶根过渡区的流动分离引起。叶片载荷随相位角变化特性机理的阐明对于风力机叶片动态载荷设计具有一定工程价值。     

AC和AC-DC两种电源对不同多级等离子体激励器的激励效果研究

采用AC和AC-DC两种不同电源,研究电源对不同多级等离子体激励器的激励效果,实验采用粒子图像测速(PIV)技术进行流场显示测量,结果表明:随着电极组的数量增加,AC电源和AC-DC电源的最优频率随之降低,对于相同电极组数,AC电源的最优频率大于AC-DC电源。在一定电压范围内,随着电压的增大,AC电源和AC-DC电源对不同多级等离子体激励器的激励效果均增大。相同电压时,随着电极组的数量增加,两种电源的激励效果均增大。在相同电压和相同电极组数时,AC-DC电源的激励效果要好于AC电源。     

恒温环境中ZrB2氧化行为模拟

二硼化锆(ZrB₂)是一种应用于高超声速飞行器的新型防热材料, 近年来受到广泛关注。本研究根据ZrB₂在不同温度下的氧化产物二氧化锆(ZrO₂)与三氧化二硼(B₂O₃)的微观结构和形貌, 改进了原有的ZrB₂氧化唯象模型, 研究了ZrB₂的氧化行为, 提出了中等温度区间液态B₂O₃的生成、蒸发、填充的动态平衡关系, 并考虑了孔隙出口处的B₂O₃蒸气浓度。研究结果表明: 改进后的模型能够预测低流速准静态条件下ZrB₂的氧化行为, 与加热炉中的样品恒温氧化测试结果吻合良好; 孔隙对氧化过程有较大影响, 在相同的温度、氧分压下, 孔隙率越大, 被氧化程度越高; 在基材表面存在B₂O₃液态膜的情况下, 扩散过程对氧化速率的控制被极大地降低, 材料表现出最强的抗氧化性能。     

再入系统的热流分析

针对再入过程中返回舱体存在严重的气动热问题,提出一种新型再入系统.通过建立减速系统的阻力估算模型和求解动力学方程,分析再入过程的速度特性和驻点热流密度,计算结果与文献算例数据吻合,验证飞行器再入过程的热流特性.采用Euler数值计算与边界层内工程算法相结合的方法计算充气阻力罩表面热流密度,结果表明热流密度在驻点附近较大,远离驻点后迅速减小.     

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。