基于舵机动态特性测试的阵风减缓控制系统设计

利用所设计的舵机测试系统对飞翼布局阵风减缓试验模型所采用的伺服舵机(Hitec-7954SH)带载情况下的动态特性进行测试,并根据试验数据辨识出舵机的传递函数。设计舵机补偿控制系统补偿舵机的幅值衰减和相位滞后,并在此基础上设计阵风减缓控制系统。仿真计算表明:在von Karman连续阵风激励的情况下,所设计的控制系统能有效减缓模型的阵风响应。然而,舵机动态特性会对阵风减缓控制系统产生影响:幅值衰减会降低阵风减缓控制系统的减缓效果而相位滞后会使得所设计的阵风减缓控制系统在某些频率范围内加剧飞机的阵风响应。比较舵机补偿控制系统开/闭状态下模型的阵风响应,在断开舵机补偿控制系统的情况下,所设计的阵风减缓控制系统的减缓效果降低,甚至加剧某些响应,说明舵机补偿控制系统的必要性,并为之后的风洞试验和飞行试验提供参考。     

雷暴冲击风模拟及其荷载的风洞试验研究

摘 要：本文为了研究在突变气流作用下结构的空气动力特性,介绍了利用主动控制风洞模拟突变气流的试验研究。首先通过该风洞模拟出了雷暴冲击风阵风剖面;然后,采用“阶跃流法” 模拟了风速突变的时程;最后将高层结构模型置于该突变气流中,观测在特殊气流中结构表面风压以及结构空气动力学参数的变化特征。试验结果表明,利用主动控制风洞模拟出的雷暴冲击风阵风剖面同理论的相似性达到90%以上,突变气流会使高层结构整体产生较大的非定常升力,并且在结构表面产生较大的非定常风压。     

上海地区近地台风实测分析

基于10m、20m、30m和40m高度处台风“梅花”影响下的上海浦东地区近地风实测数据,对平均风速与风向、阵风因子随阵风持续时距的变化、脉动风速分量的概率分布及其之间相关性进行了分析。研究结果表明：10m高度处,12m/s以上时段纵向阵风因子随阵风持续时距变化的曲线与Durst曲线较为符合,而12m/s以下时段实测曲线与Krayer-Marshall曲线基本符合;当阵风持续时距小于某一临界值时,10m高度处横向和竖向阵风因子较20m和40m处的结果明显偏大,而大于此临界值后,三者较为接近,横向和竖向对应的临界值分别约为100s和10s;不同时段及高度处各向脉动风速分量均服从高斯分布;纵向与横向脉动风速自相关系数的衰减速率随实测高度的增大而减小,并通过拟合给出了相应的经验表达式;脉动风速分量之间互相关系数随平均风速的变化趋势不明显。     

阵风响应问题的区间分析方法

研究弹性飞机在大气中飞行时受到阵风干扰后产生的结构响应,考虑飞机阵风响应问题分析中存在的不确定性参数,将其用区间向量定量化,基于区间扩张理论和Taylor级数展开,并结合有限元计算方法,提出了区间分析的方法来估计结构阵风响应的变化区间.该方法只需要知道不确定参数的所在范围界限,为解决含有不确定参数的阵风响应这类复杂的气动弹性动力学问题提供了一个途径.通过数值算例,将区间分析方法与概率方法的结果进行了比较,显示了区间分析方法的有效性.     

输电线路导线阵风响应系数研究

采用阵风荷载因子法推导了不同档数、影响线函数下输电线路导线阵风响应系数的计算公式,研究了湍流积分尺度、风速、档距、共振响应分量、分离系数和峰值因子等因素对导线阵风响应系数的影响规律,并将其与现行ASCE规范和中国规范的导线阵风响应系数进行了比较分析。分析结果表明,计算导线跨中位移和输电塔风致响应时,应分别考虑单档和相邻两档导线上的风场不完全相关性。影响线函数采用线性函数或正弦函数时,其差异对导线阵风响应的影响可以忽略。与风速和湍流积分尺度相比,档距对导线阵风响应系数的影响更为显著,档距由100 m增至1000 m时,导线阵风响应系数至少降低了20%。忽略导线共振响应分量影响,导线阵风响应系数会偏小5%以上。峰值因子对导线阵风响应的影响较为显著,峰值因子按照ASCE规范取3.6比按照DL/T 5551—2018规范取2.5计算得到的导线阵风响应系数高8.6%。     

上海环球金融中心大楼顶部风速实测数据分析

对结构高度为492 m的上海环球金融中心大楼顶部所测得的两个时间段的良态风速样本进行了分析,结果表明,湍流度随平均风速增大而减小;阵风系数随平均风速的增大开始有减小趋势,之后基本保持不变,随湍流度增大而增大;脉动风湍流积分尺度比日本建筑荷载的建议值小;两个时间段实测得到的阵风系数与湍流度之间的线性拟合结果较为接近;纵向、横向脉动风功率谱和Von-Karman谱比较,在低频段略有偏差,而在高频段符合较好.     

突变阵风对列车动力响应及行车安全性的影响

突变阵风因风速在短时内发生瞬时变化容易对高速列车的行车安全性造成威胁。根据一维多变量非平稳随机过程理论，模拟了空间相关的时变阵风脉动风速场。采用多体动力学软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS，建立了42自由度的刚性列车与柔性轨道-桥梁相互作用的刚柔耦合模型，考虑横风向时变阵风的影响，基于刚柔耦合法形成了较为完善的风-列车-轨道-桥梁耦合动力学分析系统。以大跨度拱桥为工程背景，分析了时变阵风在不同车速和风速下对列车和桥梁动力响应特性及行车安全性的影响。结果表明：阵风对桥梁和车辆的动力响应具有重要的影响；在相同条件下考虑阵风影响时，主跨跨中横向位移增幅达到了200%，车辆的轮重减载率、脱轨系数相比于不考虑阵风时增大近30%；在风速大于25 m/s，车速大于80 km/h，轮重减载率将超过安全限值，表明车辆可能发生脱轨。     

航空声学风洞背景噪声测试及频谱分析

为了降低航空声学风洞背景噪声的声压级水平,有必要对风洞背景噪声进行测试和分析。针对0.55 m×0.4 m航空声学风洞,介绍风洞背景噪声的测试方案及频谱分析。利用计算机采集得到的试验数据,使用平均周期图法计算噪声自功率谱密度,对测试结果进行详细分析。测试结果表明：风洞开口试验段风速为80 m/s时,背景噪声声压级为78.15 dB。     

跨声速风洞测力模型主动减振系统的试验研究

跨声速风洞测力试验模型通常采取尾部支撑方式，构成的模型系统刚度较低。试验过程中，受气流脉动力的作用，模型在进入大攻角试验状态时，极易产生剧烈的低频振动，严重影响风洞测力试验的正常进行。针对跨声速风洞测力试验模型系统及其动力学特性，采用主动控制技术来实现风洞模型的振动抑制。建立了一套计算机实时主动减振系统；利用白行研制的、具有激振与减振双重功能的作动器来实施控制，作动器直接装载于模型的内结构空腔，不改变或破坏试验模型的外形结构；基于学习控制策略，提出了相应的控制律设计方法，并给出了一种简单、实用的控制算法；以内含实际支撑装置的风洞测力试验模型系统为对象，通过大量的地面试验评估了整个减振系统的性能。试验结果验证了该主动减振系统的可行性与有效性。     

大型结冰风洞制冷系统蒸发压力预测与降温过程优化研究

构建了液氨蒸发器热力学仿真模型,进行了蒸发压力以及风洞降温的预测与验证。采用BP神经网络算法对试验数据和仿真数据进行训练,建立了氨制冷系统蒸发压力快速预测模型,分析了试验高度和试验风速对风洞降温速度的影响,提出了变风速降温控制方式,对比分析了不同降温控制过程的降温时间及系统能耗。结果表明:对于高空环境试验,先进行风洞减压再降温,可以有效缩短降温时间、减小系统能耗;试验风速75 m/s时风洞系统降温速度最快,高于75 m/s时可以通过降温过程变风速控制方法降低系统能耗。     

设计扶贫研究综述

目的 在国家提倡乡村振兴与脱贫攻坚成果相衔接的大背景下,为防止后扶贫时代"返贫"的发生,从精准扶贫的视角,探究设计扶贫的相关研究,寻求符合新型农村贫困区发展规律的设计扶贫创新服务建设机制.方法 归纳整理了现有的设计介入扶贫工作的相关研究成果,重点分析了相关政策措施、研究理论、实践案例等现状,展望了未来发展趋势.结论 通过研究设计如何介入农村贫困地区建设,实现了当地各资源的创造性转化创新,完善了新农村共建共治共享的乡村治理制度,提升了农村社区内在发展能力的方式,巩固了现有脱贫成果,为新农村建设及可持续发展提出了策略和建议,带来了新的研究方向.     

设计扶贫精准识别与推进策略

目的探讨在精准扶贫背景下设计介入扶贫,为贫困地区提供设计解决方案及可持续设计理念,这是近年来设计扶贫亟待解决的问题。设计扶贫要实现精准化效果,必须要进行精准化识别,这对设计介入扶贫有着非常重要的理论价值和实践指导意义。方法结合贫困地区现状分析地域特点和目标群体特征,在阐述设计扶贫识别的概念内涵及价值基础上,针对目前的盲目粗放式设计扶贫,帮扶主体单一、帮扶措施简单、帮扶机制不健全等问题。提出运用AHM分析法、TOPSIS模型分别对设计扶贫目标群体和项目进行精准化识别。结论要实现脱贫目标就必须由粗放式扶贫转为精准化扶贫,对贫困者精准化识别提供具体的推进办法,使资源达到最优匹配让真正的贫困者受益于设计,设计扶贫精准识别对推进设计扶贫工作精细化提供了积极的推动作用。     

Low Temperature Environmental Embrittlement in Ordered Intermetallics

A comprehensive review of low temperature environmental embrittlement in intermetallics is pres-ented. Moisture and hydrogen are shown to severely embrittle many intermetallics, including iron,nickel and titanium aluminides. The roles of composition, microstructure and external test variablesare emphasized. Several methods to reduce or avoid embrittlement are described.     

The role of passive avian head stabilization in flapping flight

Birds improve vision by stabilizing head position relative to their surroundings, while their body is forced up and down during flapping flight. Stabilization is facilitated by compensatory motion of the sophisticated avian head–neck system. While relative head motion has been studied in stationary and walking birds, little is known about how birds accomplish head stabilization during flapping flight. To unravel this, we approximate the avian neck with a linear mass–spring–damper system for vertical displacements, analogous to proven head stabilization models for walking humans. We corroborate the model''s dimensionless natural frequency and damping ratios from high-speed video recordings of whooper swans (Cygnus cygnus) flying over a lake. The data show that flap-induced body oscillations can be passively attenuated through the neck. We find that the passive model robustly attenuates large body oscillations, even in response to head mass and gust perturbations. Our proof of principle shows that bird-inspired drones with flapping wings could record better images with a swan-inspired passive camera suspension.     

柱面网壳结构风致抖振响应研究

基于刚性模型风洞试验,在时域上对一柱面网壳结构进行风振响应计算,并细致分析了网壳结构在风荷载作用下的节点位移、单元应力、阵风响应因子和响应谱。结果表明,对于柱面网壳结构,受斜风作用时的工况为最不利工况,并且迎风侧端部的位移及单元应力最大;多个高阶振型参与振动;共振响应一般不可忽略,但对于起控制作用的响应,背景分量的贡献大于共振分量。     

精准扶贫视域下重庆荣昌陶的复兴路径

目的探究荣昌陶作为非物质文化遗产,在国家精准扶贫政策DE导向下,如何聚合陶产业的利益相关者,驱动荣昌陶艺术和经济的双重引擎价值功能,实现陶产业的复兴和繁荣。方法通过分析荣昌陶的人文艺术价值,参照国内陶瓷产业发展高地放弃高耗能、高污染的工业路线,借鉴三重螺旋理论基础衍生出的四重螺旋模式,从产学研的角度分析各利益相关者的功能。结论单向度的产业主导及工业陶的定位,为荣昌陶的复兴之路蒙上阴影,行政主导的唯经济论不利于非遗项目的恢复和发展,只有聚焦艺术陶和营造陶文化艺术的生态环境,才有利于荣昌陶的发展。     

设计扶贫视角下西兰卡普的可持续设计策略研究

目的 探索湖北恩施地区西兰卡普的可持续设计策略。方法 分析隐身于贫困乡村的西兰卡普的文化价值和经济价值,对其进行设计转化的重要性与可行性分析;对湖北恩施地区西兰卡普进行实地考察与调研,梳理其可持续发展中所面临的传承主体和市场竞争方面的典型性困境与原由;以设计赋能传统手工艺作为设计扶贫的重要手段,基于西兰卡普所面临的困局系统性地提出其可持续性发展的设计策略。结论 在设计扶贫中,应构建多元主体参与、协同合作的再创新机制,注重强化造血能力,塑造地域名片,围绕当代消费需求,结合数字化技术进行展销模式、产品供给的升级和创新设计,并整合优势资源,实现产业的融合发展。总之,系统性地对西兰卡普进行设计赋能,是西兰卡普获得可持续性发展效力并助力当地贫困乡村经济发展的有效路径。