相变蓄热材料在高超声速飞行器 热控系统中的应用

就高超声速飞行器防热与热控问题,从“相变蓄热材料充当辅助冷源”思路出发,结合不同飞行器的 飞行特点,提出了５ 种热控系统方案,即空气循环热控方案、蒸发循环热控方案、液体冷却回路方案、开式蒸发 冷却热控方案、直接式相变蓄热冷却方案;指出了选择合适相变蓄热材料及相变蓄热封装设计是其中的关键 技术,并结合航空航天领域相关技术进行了探讨与分析     

高超声速飞行器复合材料翼面结构1100℃高温环境下的热模态试验

为了在热模态试验中获得难于测量的超过1 000℃的高温环境下复合材料翼面结构的振动特性参数,将高温瞬态热试验系统与振动试验系统相结合,建立了可对高超声速飞行器耐高温复合材料翼面结构进行1 100℃高温环境下热模态研究的热/振联合试验系统。通过自行研制的耐高温陶瓷导杆引伸装置将复合材料翼面结构上的振动信号传递至非高温区域,使用常温加速度传感器对高温环境下高超声速飞行器翼面结构上的振动信号进行数据识别;并运用时-频联合分析技术对试验数据进行分析处理,实现了在1 100℃热/振复合环境下对复合材料翼面结构的模态频率、模态振型等关键振动特性参数的试验测试。研究结果为高超声速飞行器复合材料翼面结构在高温环境下的动特性分析及安全可靠性设计提供了重要依据。     

考虑弹性振动的高超声速飞行器预设性能控制

针对弹性高超声速飞行器纵向短周期系统,提出一种基于预设性能的backstepping控制器设计方法。将弹性模态作为系统的不确定性,利用全局调节动态神经网络进行在线逼近,引入鲁棒项处理神经网络估计误差带来的影响;将预设性能控制与backstepping技术相结合,引入性能函数的概念,利用误差转化函数将原受限系统转化为等价的非受限系统,然后基于Lyapunov理论设计全状态预设性能backstepping控制器,保证了高超声速飞行器纵向短周期系统误差全状态满足预设的瞬态和稳态性能,理论分析证明了系统的稳定性和闭环系统所有信号均有界。仿真分析验证了提出方法的正确性。     

高超声速气动热弹性分析降阶研究

高超声速气动热弹性分析涉及流场、结构场和热力场间的相互耦合,计算复杂且耗时长。根据分层求解策略提出了一种基于降阶模型的高超声速气动热弹性分析框架。分别采用系统辨识法和本征正交分解法对高超声速气动力和气动热建立降阶模型,并与模态叠加法耦合实现热配平状态下气动热弹性问题的快速计算。以典型高超声速三维机翼为例,预测热结构的颤振动压,并与全阶流-固-热耦合计算结果对比吻合较好。所提出的气动热弹性分析框架提高了计算效率,而且精度高,可应用于工程分析中。     

高超声速热线/热膜风速仪研究综述及分析

针对高超声速流场测量对热线/热膜风速仪的需求,对近年来国内外热线/热膜风速仪研制现状进行了归纳.重点从探头制备、控制电路设计及探头校准三个方面,阐述了热线/热膜测试系统应用于高超声速流场测量必须解决的关键问题及各种方案的特点;分析了探头材料、构型及控制电路模式对高超声速流场中热线/热膜测试系统性能的影响,并对热线/热膜探头校准的几种方法进行了对比,总结出可供发展我国自主知识产权高超声速热线/热膜技术的意见.     

高超声速风洞真空保障系统改造

为提高高超声速风洞的运行效率,满足新形势下的试验需求,对真空保障系统进行了改造。改造后,真空系统运行维护成本降低,操作环境改善,风洞试验效率显著提升。本文介绍了真空保障系统改造方案,对系统改造前后进行了性能对比。     

高超声速机翼非线性颤振特性分析

采用3阶修正活塞理论推导二元高超声速机翼的非线性气动弹性动力学方程。选取几组系统参数,分别通过求取系统特征值,得到线性颤振速度。以及在考虑非线性效应时,分析系统在不同流速下的动力学响应特性。数值仿真的结果表明系统的非线性效应可以延迟或提前极限环振荡的产生。     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

超声速及高超声速壁板颤振中的湍流边界层效应

针对长宽比为0.5的试验壁板模型,采用Menter’s SST两方程湍流模型,通过CFD/CSD耦合实现超声速及高超声速壁板颤振的时域计算,来研究湍流边界层厚度对颤振动压的影响。分别计算了不同马赫数下不同边界层厚度的颤振动压。结果表明,边界层厚度在低超声速阶段对颤振动压影响显著。在马赫数为1.2时边界层影响达到最大,其结果超过无粘结果160%,计算结果和试验值吻合良好。随着马赫数增加湍流边界层影响很快降低,但仍有较大影响,在马赫数为8.0时颤振动压比无粘结果高20%。因此,要更精确计算高超声速流动中的壁板颤振,湍流边界层效应是必须考虑的因素。     

二维粗糙带作用下的高超声速平板流场波前畸变

二维粗糙带是常用的加速流场转捩的流动控制方式,理论分析并用风洞实验研究二维粗糙带作用下的高超声速平板边界层引起的波前畸变特性。采用波前检测系统测量高超声速边界层流场的波前畸变,对比有无粗糙带情况下的流场波前分布。研究结果表明,在高超声速平板边界层发生转捩以前,高精度波前测量系统不仅可以给出高速流场的波前分布,同时还可以计算对应的密度场。实验结果还表明,马赫数为5的边界层流场明显失稳时波前畸变有大幅度提高;同时通过对比有无粗糙带时波前畸变特点发现,平板壁面加粗糙带后尽管边界层的流态未发生变化,但相同位置的平均波前、波前均方根和峰谷值明显增大。     

制冷剂冷却电池的纯电动汽车热管理系统夏季工况模拟

以纯电动汽车整车热管理系统为研究对象,本文提出纯电动汽车整车热管理方案,研究在夏季工况下的整车热管理性能。电池与乘客舱采用制冷剂并联冷却,利用热管的高导热系数来传递热量,电机采用液冷,并在新欧洲驾驶循环工况下用系统模拟的方法进行测试。结果表明:经过64 s,乘客舱温度从35℃降至24℃,随后乘客舱始终围绕设定温度24℃上下波动;电池温度经过68 s从35℃降至25℃,然后在整车控制策略下,使其维持稳定温度;电机温度在市内循环缓慢增长,在郊区循环急速增长,但维持在80℃以内。     

航天器热控系统的可靠性设计与分析

针对国内外航天器热控制、热管理技术的发展现状,在详细调研各种航天器热控系统组成原理与功能实现方式的基础上,从可靠性的角度出发,归纳、总结了航天器热控系统中串联、并联、表决、储备四种常见的可靠性设计模式及其相应的可靠性分析计算模型,介绍了其在空间站、月球探测系统、火星探测系统等典型航天器上的应用范例,为进一步的航天器热控系统可靠性设计方法与理论分析奠定了基础。     

电动汽车热管理技术研究进展全文替换

电动汽车热管理技术是驾乘安全与舒适的重要保证,是电动汽车发展的核心关键技术之一。本文从电动汽车热管理需求、发展历程以及关键零部件技术发展几个方面,梳理总结了电动汽车热管理技术的研究现状与发展趋势,并进一步从环保制冷剂替代,智能化控制与乘员舱舒适性提升方面对电动汽车热管理未来技术发展进行了阐述与展望,以期为业内同行提供参考。     

纯电动汽车冬季冷启动阶段热管理策略影响续驶里程分析

针对纯电动汽车冬季续驶里程严重衰减的问题,本文通过建立以电池产热、空调负荷为参数的汽车续驶里程数学模型,仿真分析冬季冷启动时,美国高速公路燃料经济性测试工况(HWFET)、新欧洲行驶工况(NEDC)、中国乘用车行驶工况(CLTC-P)三种行驶工况下热泵供暖及环境温度(AT)、舱内温度(CT)对整车续驶里程和车载电池的影响。经与实测数据进行对比,仿真与实验匹配度较好。研究结果表明:三种工况下,AT下降、CT上升均使续驶里程逐渐衰减;AT为0℃,CT为15、20、25℃时,CLTC-P工况续驶里程分别衰减21.46%、27.74%、33.19%;纯电动汽车冷启动时,三种热量分配策略对续驶里程影响不同,当热泵热量全部用于加热电池时能适当恢复电池电量,在NEDC和CLTC-P工况下,电池最大荷电状态(SOC)相比初始SOC增加了1.52%、2.03%,使用热泵能增加一定的续航里程。     

车载信息交互系统复杂性设计管理发展研究

目的 梳理车载信息交互系统及其复杂性管理的发展脉络,并提出多元设计策略以指导车载信息交互系统设计。方法 首先利用Vosviewer进行文献检索,梳理出目前车载信息交互领域的研究热点;然后通过文献回顾的方式总结传统车载信息交互系统的复杂性演变;最后利用Design X的设计策略,从用户、系统、信息等角度,分析数智时代下的车载信息交互系统存在的任务复杂性及交互复杂性。结论 基于Design X的设计策略,从用户群体分析、车载信息优化、智慧交通系统搭建等角度,提出有关管理车载信息交互系统复杂性的多元设计策略,为后续车载信息交互设计提供参考。     

电动车车辆管理单元的研究

阐述了车辆管理单元（VMU）在整车中的地位及作用,针对我国第一辆概念车EVSI,设计了VMU的硬件电路,分析了信息流及能量流,介绍了在整车管理及电驱动系统中所采取的控制策略。     

金刚石/金属基复合新型热管理材料的研究与进展

先进微电子技术的飞速发展推动了于功能结构一体化新型热管理材料的研发。以高导热金刚石/金属基(铝、铜、银)复合材料为重点,综述了其优异的性能特点、近年来国内外的制备方法和研究进展、市场化应用现状等,分析了晶体结构、材料组分、微观界面等对复合材料热性能的影响,并进一步提出了该方向亟待解决的问题。     

基于过冷相变材料热开关的锂离子电池热管理系统

针对动力电池热管理的问题,提出一种耦合过冷相变材料六水合氯化钙和热开关的新型温控热开关装置。以18650圆柱型锂离子电池为对象,应用热开关装置并基于数值方法对其冷却和保温效果展开研究。装置基于过冷相变材料的体积变化特性提供机械热开关动作能力,与相变材料过冷现象结合进一步提高温控能力。分析结果表明,与无热开关的温控方式相比,过冷相变热开关温控使电池在5C高倍率放电结束时的最终温度下降了1.61℃,在外界环境温度-20℃时,过冷性相变热开关温控使电池温度管理时间延长了660 s。     

膨胀石墨/石蜡复合材料的制备及热管理性能

石蜡作为相变材料(PCM),膨胀石墨(EG)为导热增强剂,制备不同EG含量的膨胀石墨/石蜡(EG/PCM)复合材料。采用瞬态热线法测量样品的导热系数;把EG/PCM应用于锂离子电池热管理,研究不同EG含量的EG/PCM热管理性能;采用ANSYS软件分析EG/PCM的导热系数对锂离子电池热管理的影响。结果表明:EG的加入大幅度提高了PCM的导热系数,EG含量≥9%时,EG/PCM的导热系数呈各向异性;锂离子电池表面温度随EG含量增加而减小,EG(12)/PCM(88)表现出优异的热管理性能;适当地提高EG/PCM的径向导热系数,有利于提高它的热管理性能。     

供应链管理集成平台中的CRM系统研究

基于客户关系管理对于供应链的重要性,分析了供应链管理集成平台对客户关系管理系统的要求,在此基础上,建立了集成平台中客户关系管理系统的功能模型.针对客户关系管理系统中的数据分析需求,提出了一种基于数据仓库的客户关系管理系统解决方案.