类乘波体飞行器机身与安定面对舵效影响及干扰机理研究

基于Navier-Stokes方程,数值模拟了高超声速情况下,类乘波构形机身带安定面与舵面粘性绕流,找出关键参数对舵面效率的影响规律,并对其干扰机理进行了分析。研究结果表明:1安定面与舵面的水平距离、垂直距离、机身的存在都会对舵面效率产生影响;2在有机身和无机身的2种构型下,水平距离与垂直距离对舵面效率影响趋势一致,相对影响量也基本相同;3在攻角4°状态下,水平距离对舵面效率的干扰影响小,因此在水平舵面安装位置固定的情况下,为了增加飞行器纵向静稳定性,安定面可以适当地靠近水平舵面;而垂直距离对舵面效率的干扰影响较大,因此,为了减小干扰,安定面的安装位置尽可能地靠上一些;4由于机身的存在,舵面根部受到了机身低马赫数区较强的干扰,造成了舵面效率降低,与无机身的构型相比较,机身的存在使得舵面效率降低可达到20%,因而应该采取适当措施减小机身干扰。文中的研究结果可为高超声速飞行器布局设计提供定量与定性的参考依据。     

基于AMESim的电液伺服阀试验和仿真研究

电液伺服阀是液压伺服系统的核心元件,直接影响系统的控制性能.利用AMESim软件对电液伺服阀进行建模仿真,模拟出电液伺服阀的特性.通过对比试验数据和仿真数据,验证了电液伺服阀仿真模型的有效性.     

合成射流激励器的特性及其后台阶流动控制应用

基于直流吸盘式电磁铁在通电状态下能够产生强劲吸附力及其磁性在周期性输入信号的作用下将会改变的原理,设计一种由空腔部件、连接部件和电磁部件组成的电磁合成射流激励器。采用TSI-IFA300恒温式热线风速仪和X型探针测量激励器的射流性能,研究激励器输入信号幅值和频率的影响,测量结果显示激励器在合适激励参数下能够产生平均最大吹气速度达到30 m/s以上的稳定合成射流。然后,在后台阶上游1/2台阶高度站位的下壁面,沿风洞展向以台阶高度为间距对称分布了9个激励器,并分别测量它们的射流性能。在此基础上选择展向平均射流的最佳激励频率开展了台阶高度雷诺数为42 993的后台阶分离剪切层流动控制研究,试验结果表明激励流动剪切层内的平均速度和雷诺应力增加。     

AV90—2轴流压缩机防喘振控制系统的设计研究

对NF-6风洞AV90—2轴流压缩机防喘振控制系统进行了分析研究。讨论了系统结构、系统软硬件平台和程序控制流程，并以软硬件为基础实现对安全参数进行测量，建立以西门子SIMATIC S7 400 PLC为底层控制平台和以Labwindows／CVI为顶层开发环境的风洞防喘振控制系统。实践表明：该系统能够满足风洞运行要求，为风洞的正常安全运转奠定了基础。     

PREDICTION OF THE AERODYNAMIC CHARACTERISTIC OF WIND TURBINE AIRFOILS THROUGH ±180°ANGLE OF ATTACK

利用经验公式、小攻角下翼型气动特性数据建立了翼型在-180°～180°攻角范围内的气动特性估算模型.以NACA0012翼型、NACA0015翼型为例,对翼型全流向范围的升力系数、阻力系数、力矩系数进行了估算,并对风力机翼型DU96-W-180的升力系数、阻力系数进行了估算,将估算结果与实验结果进行比较,验证了估算方法的合理性.     

CL-20/TNT共晶炸药热分解机理的原子模拟

利用反应力场(ReaxFF)分子动力学方法,研究了CL-20/TNT共晶高温热分解的反应动力学过程与温度和密度的关系;分析了势能和物种数量的演化分布及CL-20和TNT热分解反应的衰减动力学和反应动力学参数。产物识别分析表明,CL-20上-NO_2键的断裂是共晶热分解的初始反应路径。随着共晶密度的增加,CL-20和TNT分解的反应能垒均升高。TNT的分解过程对CL-20的分解有抑制作用。N2、H2O、CO_2为共晶热分解的最终产物,产生速率大小依次为N2H2OCO_2。     

基于改进的无锚框目标检测算法的涡检测

在流体运动中涡对各种流场结构的生成和维持起着至关重要的作用,涡的识别和检测有助于理解流体流动规律。传统涡识别方法别存在定义不准确、严重依赖经验阈值、泛化性能差等问题,因此涡检测具有一定挑战性。本文从计算机视觉的角度出发,提出了一个基于目标检测算法的涡检测模型。针对原始目标检测模型对极端宽高比的细长涡检测效果不理想的问题,对两种不同类型涡的数据特性进行分析,并提出了基于可变形卷积（Deformable convolutional network, DCN）的特征自适应模块和基于改进损失函数的细长样本挖掘方法。采用圆柱尾流涡和潜艇尾部涡数据集对所提模型进行验证,实验结果表明改进后的模型检测精确率显著提高,并在细长涡的检测精确率上有显著提升,有效地平衡了各类型的涡检测性能。     

一个结构网格并行CFD程序的单机性能优化

从单机性能优化角度对一个高阶精度结构网格CFI)并行程序进行了优化。通过识别关键变量并对其进行 常量参数化优化,使编译器能够实现更高级别的针对性优化;根据程序数据结构特点及访问模式,设计了分级数据缓 存技术,使程序主要计算代码能够以更优的方式访问主要数据结构,提高了访存空间局部性;进行了各种循环变换,以 优化访存性能。在国家超算长沙中心“`Tianhe—lA',并行机上的测试结果表明,相对于采用Intel编译器最高优化级别 的版本,其对10。万网格点二维翼型算例,串行程序性能提高约22.2%-28.9%;对1. 12亿网格点三角翼算例,并行 程序性能提高约13.9%-20.2%。     

颤振数值模拟的时间步长选取方法研究

通过求解“简化”颤振方程，对颤振数值模拟中实时间步长的选取进行了分析研究；得到了一种在保证物理时间精度的前提下取得最大实时间步长的方法。在空间上，采用迎风的AUSM^ -up格式；在时间上，采用双时间隐式进行时间推进数值求解了三维非定常Euler方程。利用非结构运动网格技术考虑三维机翼弹性变形，同时耦合多自由度结构运动方程数值模拟了跨音速标模算例AGARD445．6机翼的结构响应。研究结果表明：采用四步龙格一库塔方法求解结构方程，每个振荡周期内至少取20个时间点才能得到可靠的物理时间精度和可信的结构响应。     

激光热效应对光束控制系统发射光束质量的影响

采用数值计算方法分析了较高能量密度激光在光束控制系统内所产生的热效应对远场光斑质量和能量分布的影响。激光传输由近轴波方程描述 ,采用像屏法和快速傅里叶变换技术求解。激光加热引起的气流扰动及气体介质密度变化采用完全的Navier Stokes方程描述 ,以便考虑各种不同因素的影响。Navier Stokes方程求解采用LU SGS分解技术。数值计算结果表明 ,在典型情况下 ,热晕引起的附加热相位会明显增大发射激光的发散 ,降低目标处激光能量集中度和远场光斑质量。这一方法还可扩展应用于其他气动光学问题研究