计算流体力学在车辆冷却风道设计中的应用

建立了装甲车辆冷却风道空气湍流流动与传热的计算流体力学( CFD)计算模型,提出了确定动力舱外计算区域和网格生成步骤及保证网格质量的实用方法,应用商业软件Fluent进行3维数值求解。检验了CFD计算结果精度。将CFD计算模型应用于车辆冷却风道设计中,对风扇导流板空气阻力进行了计算,取得了较好的效果。     

布撒器-子弹气动干扰风洞实验研究

介绍了子母弹气动干扰风洞实验新方案的特点及实验装置的构成。利用该方案进行了布撒器一子弹气动干扰风洞实验。实验结果表明：阻力系数干扰量、升力系数干扰量随子弹的轴向位置振荡变化;随子弹的下移气动干扰量减小;子弹的攻角对气动干扰影响不大;在布撒器尾翼区子弹的气动干扰量变化很大;布撒器尾迹对子弹的阻力有很大影响。对亚音速子母弹气动干扰区边界的界定标准应仔细进行研究。     

风洞流场控制系统规范化研究与应用

为不断提高风洞试验能力、减少风洞建设成本,对风洞流场控制系统的规范化进行研究.分析目前中国空气动力研究与发展中心高速所测控系统规范化建设情况,阐述进行风洞流场控制系统规范化的必要性,重点对软件的规范化进行分析,主要开展软件结构分层、主要被控参数控制方法和复杂流程实现等方面的探索和设计,并对下一步工作提出展望.研究结果表明:规范化的风洞流场控制系统具有功能完善、结构清晰、适应性强等优点,可为今后相关系统的研发提供借鉴.     

导流板对Banki式风机性能的影响分析

Banki式风机是一种适合在低风速下运行的小型风机,但其在迎风方向存在负力矩,整体效率不高的问题,为此提出了在迎风方向上安装一个弧形导流板的方案。为了探索导流板对风机气动性能的影响机理,并定量分析导流板对风机发电功率的影响,使用滑移网格技术对风机进行了二维非定常数值流体动力学仿真。仿真结果表明：导流板可减少叶轮在逆风半周期内的负转矩,提高风机的输出功率最高可达66.9%.     

车辆冷却风扇调速技术的现状和发展

讨论了风扇传动采用调速装置的必要性,对现有几种风扇调速技术的原理进行了详尽的阐述,根据装甲车辆的特点和要求对未来风扇调速技术的发展趋势进行了探索.     

冷却风扇结构改进设计

针对冷却风扇使用出现的风扇叶轮、风扇静子破碎的问题进行了分析,找出了冷却风扇结构缺陷;并对风扇静子支撑筋、风扇叶片等结构缺陷进行了改进设计,提高了风扇叶轮固有频率.改进设计后,对冷却风扇进行了试验验证,结果表明:改进后的冷却风扇,结构合理,各部件之间匹配良好,满足车辆设计要求、系统要求、可靠性要求及使用要求.     

钻石背弹翼气动特性风洞实验研究

采用模块化方法设计了ー组具有“钻石背”弹翼的风洞实验模型,进行了六分量测カ实验,实验马赫数范围为Ma=0.4~0.8,攻角范围为-2°?12°俯仰控制舵偏角为-5°.实验结果表明：“钻石背”弹翼能提供较大的升力,具有“钻石背”弹翼的飞行器升阻比可达5以上,有很强的滑翔增程能力,适用于无动カ制导炸弹的滑翔增程;攻角>6°时,升力随攻角变化曲线的当地斜率迅速降低,应按最大升阻比选择滑翔飞行的攻角。     

基于计算流体动力学方法的鱼雷涡轮机功率计算

以往涡轮机功率计算都采用1D解析法及经验公式,无法考虑通流部分中各种损失,而且不便于对涡轮机作进一步性能参数优化。本文基于计算流体动力学（CFD）方法,对鱼雷燃气涡轮机通流部分的3D流场进行数值模拟计算,并对模拟计算结果进行分析及后处理,得到涡轮机叶轮叶片力矩值,推算出涡轮轴输出功率,为分析涡轮机内部各种损失,优化涡轮机性能参数提供了重要依据。     

NARMAX模型在风洞流场建模过程中的应用

为提高风洞的流场控制精度,建立了一种新的针对跨声速风洞流场的数学模型.采用NARMAX模型作为系统的模型结构,结合风洞运行的特点,将整个试验运行过程划分为3个阶段,然后分别对各阶段进行建模,并使用函数拟合的方式得到风洞模型.模型的关键参数阶次和采样间隔分别用伪最邻近点法和互信息法进行辨识,并将BP神经网络作为输入与输出之间的非线性映射函数,可得到稳定段总压和驻室静压的模型,最后通过马赫数的计算公式得到试验段马赫数的取值.仿真结果表明:该模型辨识精度高,能体现出风洞运行的特点.     

基于神经网络的风洞马赫数预测控制仿真研究

针对2.4 m跨声速风洞很难用精确的机理模型表示系统的动态特性的问题,提出了基于神经网络模型的风洞马赫数预测控制策略.综合了模型预测控制和神经网络建模的优点,对于控制参数未知、非线性和时变系统具有很好的处理效果.利用基于径向基函数的神经网络模型预测系统的动态响应、非线性神经网络模型可以在训练过程中捕获系统的动态特性等措施,实现了将神经网络模型应用到MPC结构中.仿真结果表明,该控制策略具有很好的跟踪性能和控制效果.     

一种基于风洞试验环境的轨迹捕获系统设计

为了对投放物（以下称外挂物）相对飞机的分离特性进行考察,设计了一种用于跨声速风洞试验的轨迹捕获系统,来模拟外挂物从飞机上释放时的运动轨迹。针对外挂物轨迹的捕获问题,设计出一种6自由度串联机械臂,并通过有限元方法分析其受气动载荷时的位置精度;对机械臂进行运动学分析,根据外挂物动力学方程设计出机械臂捕获外挂物轨迹的控制器,并对机械臂运动空间进行了仿真分析;对某外挂物运动轨迹和机械臂对该投放物的捕获轨迹进行了仿真模拟。结果表明：该试验系统的允许试验时间大于0.8 s,机械臂对外挂物各方向上运动轨迹的捕获误差不超过1 mm,满足试验精度要求,从理论上验证了所设计的风洞试验轨迹捕获系统对外挂物轨迹模拟的真实性。     

软件逆向工程技术在2.4 m风洞核心控制程序研制中的应用

为解决2.4 m风洞核心控制程序中存在几个没有源代码的C语言执行模块严重制约系统平台升级的问题,采用软件逆向工程技术研制新的替代模块。介绍了模块重新研制的步骤方法、软件调试方案等,给出程序改造后的实际控制曲线。试验数据结果表明：风洞流场和模型姿态控制精度达到或优于原来系统的指标,并已投入风洞试验实际应用,证明软件研制是成功的。     

一种基于新阈值函数的小波降噪方法在高速风洞中的应用

为了解决传统阈值函数中抑制干扰与保留信号有效突变区域和信号高频细节之间的矛盾,提出一种基于新阈值函数的小波降噪方法.介绍了传统小波阈值函数降噪方法,根据小波阈值降噪方法的特点构建一种新阈值函数,并进行风洞试验验证,用硬、软阈值以及新阈值方法对X元信号进行处理,将经过不同降噪方法处理后得出的CL-a曲线进行对比.试验结果表明:该方法与传统函数方法相比具有明显的优越性,一方面其处理后的试验数据结果与阶梯试验数据吻合度更高;另一方面该方法在抑制干扰影响的同时,能够有效捕获到飞行器模型在突变区域的有效高频信号.     

无空化雷头设计及CFD性能分析校验

利用等强度线源与平行流叠加法设计流线型鱼雷头部外形,使鱼雷头部表面最大减压系数小于空泡数,设计出无空化鱼雷头部轮廓线型。运用流体力学理论分析法求得该鱼雷头部表面的压力分布及最大减压系数,并用计算流体力学（CFD）方法（加空化模型）对所设计雷头进行数值模拟。CFD计算得到的鱼雷头部表面的压力分布与理论公式值相比较,误差在1％以内,验证了数值模型的准确性。最后运用CFD后处理技术,显示设计雷头空化情况,可以看出无空化产生,即验证了所设计雷头的无空化性能。     

旋转弹风洞测压实验无线传输技术研究

文中介绍了旋转弹测压风洞试验无线数据采集与传输技术，应用该技术在CG-01风洞中成功地进行了旋转弹测压实验。获得了旋转弹模型船尾不同截面圆周压力分布规律。拓展了旋转弹风洞测压实验手段。     

100km以下风场对远程弹箭运动的影响研究

在声坐标系中建立了100 km高度范围内自由大气风场的计算模型,根据Nimbus-7卫星探测器( SAMS)温度数据,利用热成风公式对100 km以下的风场进行了计算分析,与某火箭探空实测数据的对比曲线显示：计算风场与火箭实测风的分布规律基本一致,说明根据卫星探测温度数据,在p坐标系中利用热成风公式计算高空风场的方法是可行的。以某远程火箭为对象进行的对比计算结果表明,受高空风的影响,远程弹箭的射程差与侧偏都很大。     

装甲车辆发动机冷却系高效复合清洗剂研究

通过对现代清洗理论的研究,针对装甲车辆发动机冷却系统内结垢问题,研制了专用的高效复合清洗剂．为了防止清洗剂对机件的腐蚀,研制了相应的缓蚀剂并进行了相关的试验和实车的使用,实现了对装甲车辆发动机冷却系统内水垢快速有效的不解体清洗．     

微下击暴流风场模型在弹道仿真中的应用

为了研究微下击暴流风切变模型在外弹道仿真中的应用,基于流体力学基本原理,采用涡环法建立了微下击暴流风场模型,通过引入涡环倾斜变化矩阵来描述微下击暴流风场非对称特性,采用多涡环叠加的方法来模拟实际情况下的复杂风速分布。将六自由度刚体弹道模型与风场模型相结合,以某122 mm尾翼火箭弹为例进行弹道仿真。结果表明,所建立的微下击暴流风场模型具有良好的三维特性,能够合理描述实际微下击暴流风场分布; 受微下击暴流影响,火箭弹的飞行时间、射程、侧偏、末速度以及角运动等弹道特性均发生较大变化。     

滚转机构在0.6m跨超声速风洞中的应用研究

为了实现0.6 m跨超声速风洞试验过程中模型可连续变滚转角,提升0.6 m量级风洞的试验效率和试验范围,研制了一种滚转机构。介绍了该滚转机构、中空内置力矩电机以及控制系统软硬件的设计,对涉及到的关键技术问题进行了分析和总结,给出了结论并进行了风洞试验验证。试验结果表明:分别采用滚转机构与常规测力中部支架作为模型的支撑机构时,试验数据重复性好;滚转机构控制精度高(滚转角≤±3');载荷、工程性、可靠性均满足风洞试验要求。     

高频冲击作用下高阻尼气液缓冲装置动态仿真

为解决高射速武器系统后坐力控制问题,对基于最佳后坐力控制理论的缓冲装置进行了研究。通过采用湍流模型的计算方法对具有气液组合式的缓冲装置特性进行了仿真分析,并探讨了温度对该缓冲装置的影响。最后将仿真结果与试验情况进行了对比,其分析结果为缓冲装置的进一步优化提供参考。