基于UG OPEN/API的鱼雷对转螺旋桨参数化建模

对转螺旋桨的优化设计是鱼雷外形优化设计中很重要的部分。该文在现有UG二次开发语言UG OPEN/API的基础上,提出了一种对转螺旋桨参数化3D建模方法,建立了鱼雷对转螺旋桨的参数化模型,利用该方法能够简化对转螺旋桨优化设计的分析流程,具有较高的实用价值。     

水下航行器大侧斜对转桨水动力性能计算

对转桨具有效率高的特点,大侧斜桨具有噪声低的特点。因此,大侧斜对转螺旋桨通过合理设计,能够兼备两者优势于一体,其水动力性能计算是设计中的一个关键问题。本文基于不可压缩流体"雷诺时均Navier-Stokes方程+RSM湍流模型",采用多重参考系模型处理多旋转区域耦合问题,仿真计算了螺旋桨的稳态流场,得到推力、扭矩、航速及效率等相关参数信息。相对常规对转桨而言,大侧斜对转桨的水动力性能更加优越,适用于水下航行器的推进器领域。     

大侧斜对转桨水动力及线谱噪声特性分析

对转螺旋桨的噪声是水下航行器的强噪声源之一,低噪声螺旋桨设计可以通过适当增加螺旋桨叶片数和采用叶片侧斜等方式实现,而对其流体动力及线谱噪声特性进行分析是判定设计优劣的一项重要依据。对于水动力特性计算,基于不可压缩流体雷诺时均方程和RSM湍流模型,多旋转区域耦合问题采用滑移网格进行处理,仿真计算得到普通对转桨和大侧斜对转桨的推力、扭矩、航速及效率等相关参数信息。对于线谱噪声特性,采用时域耦合方法进行求解,声场计算模型基于广义K-WH方程,计算得到了两型螺旋桨的线谱噪声特性。通过对比分析,大侧斜对转桨的水动力特性及线谱噪声特性优于普通对转桨,达到低噪声螺旋桨设计的目的。     

基于NSGA-Ⅱ算法的埋头弹药内弹道性能优化

针对埋头弹药内弹道性能优化问题,将改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)应用于内弹道数学模型,优化装填参数以提高埋头弹内弹道性能。建立一维两相流模型模拟弹丸膛内运动过程,在此基础上采用NSGA-Ⅱ遗传算法,以弹丸炮口速度和弹道效率为优化目标,在给定最大膛压约束条件下对内弹道性能进行优化。优化结果表明弹道效率基本保持不变的同时炮口速度有所提高。为验证优化结果的适应性及有效性,采用优化后的装填参数在埋头弹火炮上进行了射击实验,结果表明弹丸炮口速度比优化前提高1.056%,在已达到内弹道设计指标前提下使初速进一步提高12.37 m/s。     

两栖轮式车辆用螺旋桨设计参数的确定方法

两栖轮式车辆基于陆地行驶需要所具有的特定外形和行驶装置,与船舶构型差别显著,使其螺旋桨参数的确定与普通船用螺旋桨有很大的不同,结合两栖轮式车辆的结构和使用特点,根据两栖轮式车辆设计点的航速,分析了螺旋桨的推力、转速、直径、螺距比、叶数等几个重要参数的确定方法,可为相关的螺旋桨设计提供数据支撑和参考依据。     

平流层飞艇螺旋桨初步设计方法

为设计出适用于平流层飞艇的螺旋桨,在叶素理论的假设下,通过分析叶素效率确定设计参数的取值范围,给出了平流层飞艇螺旋桨的初步设计流程。研究发现,在其他条件不变的情况下,提高桨叶拉力的方法有提高叶梢的周向速度或增加桨叶宽度;提高桨叶效率的方法包括降低叶梢的周向速度或增加桨叶的宽度。     

协同优化技术在自动武器设计中的应用与实现

为了解决自动武器设计中参数多、参数间相互耦合、不易获得系统整体性能的满意解的问题,采用协同优化策略对自动武器多个系统参数进行优化.建立了参数化的2层4个子系统的自动武器优化模型,通过系统间的一致约束,得到以射击精度为系统总体目标的优化结果.与传统设计结果比较,总体设计的质量和效率都有所提高.     

串置翼太阳能无人机气动特性仿真与设计

国内外试飞成功的太阳能无人机均采用常规机翼布局.设计确定一种太阳能螺旋桨无人机总体参数,机翼采用串置翼.应用FLUENT并基于3D粘性流场计算,验证表明串置翼比单翼具有气动优势.在迎角0°和6°下,对串置翼前后翼水平及垂直相对位置60种变化组合,模拟计算组合翼型升阻特性.结果表明两翼水平距离为5倍弦长和垂直距离为0.4倍弦长下,串置翼气动性能最佳.进一步确定翼及副翼和舵参数,制作完成缩比模型并试飞.     

无轴泵喷推进器敞水特性

无轴泵喷推进器是一种新型集成电机推进装置,其融合了无轴推进和泵喷推进技术的特点.为研究无轴泵喷推进器与常规推进器的水动力性能差异,采用流体数值计算手段,对比分析某无轴泵喷推进器样机与机械式泵喷推进器、E779 A螺旋桨的水动力性能,并分析无轴泵喷推进器水动力效率的定义方式.通过设计的试验台架完成了无轴泵喷推进器样机的性...     

液力变矩器叶片参数的正交试验优化设计

在计算流体动力学中,采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征,选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化,得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%,表明该方法效果较好,具有工程实用价值。     

对转螺旋桨测速仪的设计与实现

针对水下航行器对转螺旋桨的转速测量,分析了测速仪的功能和性能要求,采用C8051F020单片机、双探头霍尔传感器、双色数码管、鉴相电路、嗡鸣器等搭建了硬件电路,具有计数与中断功能,并留有RS-485接口和JTAG编程接口。为了提高测量精度利用变M/T法测量转速,给出了主程序和中断处理程序流程,实现了转速测量、正反转识别、显示、报警等功能,试验结果表明,所设计的测速仪能够完成总体要求的所有功能。     

基于响应面方法的喷水推进器进水流道多目标优化

为提高喷水推进器进水流道的流动性能,在给定进水流道出口直径D、流道高度H和流道总长度L等条件下,针对目标变量流道效率η、出口速度加权平均角θ和出口速度不均匀系数ξ,基于响应面方法对倾斜角α和过渡段半径R_T进行优化设计。采用中心复合设计法和拉丁超立方法生成35组样本点,建立目标变量随设计变量变化的响应面模型,进行局部敏感性和全局敏感性分析,发现倾斜角α对不同目标变量的影响程度均高于过渡段半径R_T. 采用多目标遗传算法对η、θ和ξ进行优化分析,得到满足条件的Pareto解。研究结果表明：优化之后,η从91.2%提高至94.1%,θ从82.5°提高至87.1°,ξ从0.152降低至0.068.     

一种新型水下推进用双转子永磁电机及其研究现状

为进一步提高电机的效率和功率密度,介绍了一种中间定子、内外双转子形式的新型对转永磁电机,详述了这种新型双转子永磁电机的起源和演变,梳理了当前国内外对其的研究现状,从提高电机转矩密度、电机效率、机械稳定性、散热效果,改良定子绕组布置等方面分析了其主要优势,最后对这种新型电机的研究难点进行归纳总结,认为电磁耦合和转子同步问题应是其研究中的最大难点,为进一步深入研究新型双转子永磁电机提供参考。     

两栖车辆喷水推进系统主参数的确定方法

提出了一种新的确定喷水推进系统主参数的方法。根据两栖车辆设计点的车速、喷水推进系统输入功率、进口损失系数、喷口损失系数以及水流提升高度,求出喷水推进系统在设计点的最佳喷速比、最大系统效率、最佳扬程、最佳流量。     

基于均匀设计的单级多极矩电磁推进器结构参数优化

相比传统的电磁推进系统,多极矩电磁推进器（MFEL）系统可调参数众多,而任何参数的变化都会影响系统效率。从等效电路出发,通过分析电枢的能量耦合公式,得出提高系统效率的有效方法。以驱动线圈单层匝数、层数、电枢厚度、驱动线圈与电枢间隙为变量因素,合理设置变量水平建立了均匀设计实验。分析实验结果数据,获得了结构参数最佳匹配对。结果表明,优化模型系统效率显著提高。分析比对各次仿真,得出MFEL主要结构参数合理设计方案。     

固体推进剂涡轮喷水发动机工作性能研究

研究了固体推进剂涡轮喷水发动机的工作原理和热功转换过程,分析了轴流水泵的空化特性,计算了发动机热功转换效率和推进效率,获得了典型工作条件下的发动机性能参数。结果表明,轴流水泵抗空化性能明显优于传统推进器,合理设计发动机工作参数,可以实现燃气涡轮与轴流水泵的匹配运行,为开展固体推进剂涡轮喷水发动机研究提供参考。