基于CAD的自主式水下航行器几何模型参数化建模

为满足自主式水下航行器(AUV)多学科设计优化对几何模型创建过程自动化的要求,研究了基于CAD技术的AUV几何模型的参数化建模方法。首先对AUV几何模型特征进行具体分析,建立了AUV参数化的几何模型;然后在此基础上,以UG NX7.0软件作为开发平台,结合VC++工程应用,采用内部开发模式,驱动UG/Open API库函数,创建了AUV几何模型参数化建模的应用程序,并最终通过具体实例验证了该方法的可行性。     

凹槽型微通道内液体流动换热特性的实验研究

微通道热沉是解决微机电系统电子元器件冷却问题的有效途径.为提高微通道热沉的传热性能,设计2组不同水力直径的微通道热沉,分别在其流道壁面加工三角形凹槽和扇形凹槽.搭建微通道内液体单相流动与换热实验平台,以去离子水为流体介质,实验测试不同流量下微通道热沉的进出口液体压力、温度和加热面温度.以微通道流动压降、摩擦常数、加热面温度、努塞尔数和场协同数为评价标准,系统研究凹槽型微通道的流动和换热性能,结果表明:当水力直径相同时,扇形凹槽微通道内液体流动压降小于三角形凹槽微通道内的;当水力直径较小时,三角形凹槽微通道的换热性能优于扇形凹槽微通道的,水力直径较大时,扇形凹槽微通道则具有更好的散热能力;当单个通道内流体速度小于1.12 m/s时,扇形凹槽微通道的综合性能优于三角形凹槽微通道.     

基于组合优化方法的UUV耐压壳体优化设计研究

无人水下航行器(UUV)的壳体重量大小直接影响到其整体性能。只采用一种优化方法进行耐压壳体结构优化设计很难得到真正的全局最优解,笔者以自适应模拟退火算法、多岛遗传算法和序列二次规划算法为基础,建立了两种不同的组合优化方法,在一定程度上能够确保解的全局最优性。基于该组合优化方法,利用iSIGHT软件,集成自编的肋骨加强薄壁壳体结构的应力及稳定性计算程序,对无人水下航行器(UUV)耐压壳体结构进行优化设计。通过对优化设计前后耐压壳体结构的强度、稳定性及重量进行比较分析,结果表明:采用组合优化算法优化设计得到的无人水下航行器(UUV)耐压壳体在满足壳体结构强度和抗压稳定性要求下,壳体重量极大程度地降低,实现了结构优化。     

面向AUV多学科设计优化的参数化几何建模及其关键技术

为解决自主式水下航行器(AUV)多学科设计优化过程中几何模型自动更新的问题,研究了面向AUV总体概念设计的参数化几何建模方法及其关键技术。在具体分析AUV多学科设计优化流程及其对参数化几何建模要求的基础上,以UG NX7.0软件作为二次开发平台,利用VC++驱动其UG/Open API的建模功能函数,创建AUV参数化几何建模的工程应用程序,并重点解决了CAD建模过程中的结构特征关联、特征曲线控制、肋骨类型转换、曲线段壳体肋骨建模和冗余特征参数处理等关键技术。最终,通过两个优化实例验证参数化几何建模方法的可行性,结果表明该方法满足了多学科设计优化的要求,对建立AUV总体概念设计多学科优化集成平台有重要意义。     

水下驻留无人水下航行器驻留过程建模与仿真

针对水下驻留无人水下航行器（UUV）的运动特点,建立了大攻角下UUV运动仿真的六自由度数学模型,提出了一种驻留UUV辅助推进器的控制方法,并对UUV驻留过程中的下潜运动进行了仿真研究。具体分析了UUV下潜驻留运动中攻角、侧滑角、速度、俯仰角等参数的变化规律。仿真结果表明：航行器的轴向速度在阻力作用下逐步减小,趋近于0;在辅助推进器的作用下,UUV下潜速度被限定在安全范围内,导致UUV攻角逐步增大,直至接近90°;在前后2个辅助推进器的作用下,航行器的信仰角始终被控制在合理范围内,从而确保UUV具有良好的着陆姿态。     

一种仿海龟扑翼推进机构设计

基于仿生学原理,分析海龟扑翼运动规律及扑翼推进机理,设计一种新型仿海龟扑翼运动规律的推进机构.该推进机构以凸轮机构和曲柄滑块机构为基础,具体设计了推进机构的几何参数,使推进机构能够逼近海龟扑翼的运动轨迹.以铰链机构为扑翼翻转的驱动机构,建立了该翻转机构的数学模型及优化设计模型,对该铰链翻转机构进行优化设计,逼近海龟扑翼在不同位置处的翻转角度.设计结果表明,该推进机构能模仿海龟扑翼的运动形式,在水下机器人领域具有广阔的应用前景.     

煤矿深部开采领域研究现状可视化分析

为了全面了解煤矿深部开采领域研究现状,以2003—2021年Web of Science数据库相关文献为样本,对发文量、研究机构、国家、作者、文献引用、关键词及学科等进行深入分析。结果表明:从发文量、研究机构和国家层面看,中国的研究水平处于世界前列;从作者和文献引用情况来看,中国学者对该领域的关注度高,高倍引文献多为工科技术类研究;从关键词发展演化看,本领域的关键词主要集中在模型、岩石、数值模拟、机制和应力等,模型和数值模拟将是该领域未来重要的研究方法;从学科发展演化看,本领域的学科主要集中在工程学、地质学、多学科地球科学、能源与燃料学、环境与生态学等,可持续发展将会成为未来的热点研究方向。     

基于Android操作系统的智能手机下湿空气参数计算

暖通空调设计人员需经常通过查询湿空气焓湿图确定状态参数,鉴于Android智能手机的普及和查图工作的繁琐与耗时,本文基于Android Studio编程工具,采用Java编程语言编写了湿空气状态参数的计算应用程序,实现了标准大气压下湿空气焓湿图上状态参数的无缝嵌入。该应用将极大地方便暖通设计人员随时随地的快速获取湿空气的相关状态参数,具有较高的实用价值。