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1.
动态结冰孔隙结构三维建模方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李伟斌  宋超  易贤  马洪林  杜雁霞 《化工学报》2020,71(3):1009-1017
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。  相似文献   
2.
熊建军  郭龙  王茂  赵照  冉林 《测控技术》2020,39(9):118-123
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。  相似文献   
3.
介绍了光热、电加热、磁能、声波能与超疏水表面相结合的主被动复合防/除冰技术及其机理与应用,阐述了以上复合型防/除冰技术的优势与不足。其中,光热复合技术具有耗能低、材料选择多样化等优点;电加热复合技术工艺简单,易于规模化制造;磁能复合技术可满足复杂场景的防/除冰应用需求;声波复合技术则具有结构简单的优势。此外,同时复合多种能场可进一步提升防/除冰工作效率,是主被动复合技术的发展趋势之一。最后,阐述了基于超疏水表面的主被动复合防/除冰技术的不足之处,并展望了复合防/除冰技术的应用研究前景。  相似文献   
4.
赵照  易贤  冉林  熊建军 《测控技术》2023,42(10):18-23
流量精确控制是保证结冰风洞热气防除冰试验成功的关键,针对传统调节阀控制存在受下游影响大和多路流量控制耦合的问题,设计了一套多路热气流量控制系统,采用背压阀对各支路流量控制单元入口压力进行精确控制,通过电作动筒改变各支路针阀喉道流通面积,结合临界流文氏管流量计流量测量,实现多路流量解耦控制。试验表明,多路热气流量控制系统可实现多路流量解耦控制,调节速度快,10 s左右即可达到目标流量,控制精度高,稳定后最大相对误差小于0.6%,该系统可为我国后续飞行器防除冰试验系统验证与适航审定提供有力支撑。  相似文献   
5.
为了实时获取结冰风洞喷雾耙温度场数据,需要采用温度传感器采集温度信号,传统的热电阻式温度传感器需要连接大量长距离线缆,占用大量喷雾耙内部空间;为提高温度场测量的质量效率,对基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量技术进行了研究;首先,分析了喷雾耙温度场测量概况,研究了分布式光纤测温方法;其次,设计了U型光纤布线方法,建立基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量系统;最后,实现了20层喷雾耙温度场全局测量,并对喷雾耙温度场分布进行了详细分析;经实际应用表明,喷雾耙温度场测量系统可为喷雾耙电加热系统提供了温度反馈,大大提高了温度场测量效率。  相似文献   
6.
在结冰风洞中进行冰形测量,传统的接触方法测量精度低、对冰形有损坏,且只能获得二维的冰形迹线。采用双目视觉测量与结构光方法相结合的三维扫描技术,利用两个CCD相机和一个光栅投射器,辅助旋转平台和计算机,构成一个三维非接触扫描系统。通过解决冰的透光性以及结冰风洞低温高湿的环境影响,设计加热保温装置,并探索多种显影剂及播撒方法,实现对透明光冰的非接触测量。实验结果表明:采用三维扫描系统测量冰形的精度可达到0.1 mm,可以满足小尺度模型结冰外形的三维非接触测量,可在实验研究或工程实践中使用。  相似文献   
7.
大型结冰风洞气流温度均匀性直接影响风洞流场品质,而当前风洞温度场控制精度和均匀性不能满足低温高负荷试验工况要求。针对大型结冰风洞液氨蒸发器建立了一维流动换热仿真模型,采用出口气流温度对模型进行了验证。仿真结果表明蒸发器器出口气流温度随着换热器高度由高至低逐渐升高,与试验变化趋势一致。换热器各模块存在高度落差,使得各模块管内氨液蒸发压力和流量差异较大,导致蒸发器后气流温度场不均匀。基于仿真模型,研究分析了风洞试验高度、气流速度以及入口气流温度对蒸发器后气流温度场的影响,提出了使用进液阀和回气阀进行风洞蒸发器后气流温度场均匀性调节的方法。  相似文献   
8.
9.
盛鹰  贾彬  王汝恒  陈国平 《材料导报》2022,36(4):195-204
在外载荷作用下,材料的破坏与失效问题是一个涵盖从微观到宏观、从时间到空间等多个尺度相互耦合与关联的系统性科学问题.本研究以α-Ti材料为例,首先运用微观观测实验手段分析了α-Ti的显微组织结构和相结构,采用蒙特卡洛方法对微结构(晶粒大小、形状及分布)进行随机抽样处理,确定了其微结构的分布规律.通过与实验测得的材料强度做对比分析,并结合图像处理的方法获得微结构的定量化信息,探明了微结构对材料宏细观性能的影响,为微观尺度的分子动力学模型提供了可靠的基础.然后建立了三组包含复合微观缺陷的α-Ti拉伸微观计算模型,分别获得了界面层粘结力与其上下表面的相对位移之间的定量关系(T-S曲线).由于T-S曲线中包含了与裂纹尖端演化相关的微观信息(如位错发射和运动、裂尖钝化、裂纹偏折、孔洞成核和长大、孪晶等),再将T-S曲线与曲线中关键转折点所对应的原子构型相结合,从原子尺度观察并解释了α-Ti材料中不同复合微观缺陷扩展的现象、规律和机理.最后,采用基于原子模拟的内聚力模型对单调拉伸条件下CT试件的裂纹扩展做多尺度分析,研究了不同微观缺陷对材料宏观断裂参数的影响程度.  相似文献   
10.
为了解决模型进出试验段安装和拆卸问题,提出在结冰风洞试验段上顶面设计自动开闭顶盖,利用行车吊装模型进出的方法,研制了外形超12m2、重近5t、定位精度1mm的移动顶盖自动开闭装置。在结冰风洞试验段上壁板中心设计与移动顶盖同尺度的开孔,移动顶盖安装在提升机构的下端,通过四轴同步提升机构垂直升降,用于打开或关闭上壁板开孔;平移机构带动提升机构和移动顶盖,沿试验段上框架顶部龙门结构的两侧支撑轨梁的滑轨水平移动,使移动顶盖从风洞上壁面中心移动到过渡扩散段顶部;研制了升降、平移两轴伺服控制系统,实现了大载荷移动顶盖自动升降和平移控制,解决了移动顶盖结构设计、大载荷四轴同步提升时丝杠间相互别劲、高精度定位控制等问题。系统达到设计指标,已经应用到结冰风洞试验中,提高了试验模型更换效率。  相似文献   
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