一种改进的特征匹配算法在碎片云测量建模中的应用

为满足超高速撞击典型Whipple防护构型的损伤评估需求,利用图像处理技术对碎片云序列阴影图像进行深入研究。使用超高速序列激光阴影成像仪得到三组不同实验条件下碎片云发展过程的高清阴影图像,分别对每组最具代表性的2帧进行图像处理分析;根据碎片云图像特点以及碎片运动特性,提出了一种改进的碎片二次特征匹配算法,该方法包含碎片粗定位、特征定义及初匹配和精确匹配三步策略;通过运用改进的匹配算法,对选取的相邻两帧图片完成碎片高效匹配,并提取匹配碎片的运动参数,进而分析碎片的速度分布和飞行角度分布,获取二次碎片云相关运动特性;得到三组实验各自的轨迹模拟图。根据得到的轨迹分析结果分别对三组实验的后板损伤进行估计,并通过与防护构型的实际损伤结果进行比较,验证了该方法的有效性。     

动态结冰孔隙结构三维建模方法

动态结冰内部呈现多孔结构特点，这一微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素，然而传统方法难以对三维孔隙结构进行定量表征。为了客观刻画结冰微观结构特征，提出了基于结冰二维图像定量信息的三维微观结构建模方法。首先，研究并确定了真实结冰尺寸与建模区域之间的比例关系，分析比例尺对分辨率和建模的影响；其次，结合二维孔隙率和孔径分布函数，提出了三维孔隙数量及其孔径的推导方法，并给定了孔隙位置随机生成方法；基于此，最终建立了以0-1矩阵形式表征结冰三维微观孔隙结构的方法。实验表明，所生成三维结冰模型的二维孔隙定量信息与实验结果吻合度较高，建模方法准确可行，为动态结冰三维刻画、微观特征参数提取和相关微观仿真模拟提供了新途径。     

结冰风洞校准标准研究

本文按结冰风洞制冷方式、试验对象、用途性质和试验段尺寸归纳总结了结冰风洞的类型,指出校准标准主要针对的结冰风洞类型;阐述结冰风洞空气动力流场校准可以依据的3个国内外标准;介绍SAE结冰风洞校准标准中云雾场校准的主要内容;分析研究相关标准的特点和存在的不足;提出未来我国制定结冰风洞校准标准的建议。     

基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

针对潜热蓄热装置内部相变材料（PCM）导热系数偏小，蓄热速率过低的问题，对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析，得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明，存在最佳的热扩散系数，使固定熔点的PCM实现“均匀等速相变”。同时，增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度，但随着热扩散系数的增大，加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数，得到了装置最佳的参数，使工况蓄热效果最佳。最后，通过Stefan数为2.88时的实验工况验证了相关规律的正确性。     

旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

大型超声速风洞收缩段结构设计与优化分析

收缩段是风洞系统中的重要组成部分,其壳体刚度会影响气流收缩曲面精度,进而对试验精确性产生影响。以大型超声速风洞收缩段作为研究对象,根据气动要求选取类球形承压壳体,对其进行结构分析,验证了类球形收缩段壳体的强度、刚度及支座承载能力,对类似结构收缩段分析提供了参考。     

杆式应变天平弧形断开槽结构特性研究

参考国外某杆式天平弧形断开槽结构,针对某大型运输机专用天平,进行改进设计和对比,分析了两种结构天平的性能差异。结果表明,采用弧形槽实现天平上下框体断开,能有效改善杆式天平强度、刚度和组合测量元件应变分布等性能。同时,展望了弧形断开槽结构天平的风洞试验应用前景。文中的分析方法和结论对大纵向载荷类型风洞测力试验天平的研制具有一定的借鉴意义。