周期激励下NACA 0012翼型单自由度失速颤振研究

为了深入理解以周期变距为激励的失速颤振特性,通过弹性机构输入周期变化角度,进而控制NACA0012翼型攻角变化的实验装置,探究弹性约束下翼型攻角的变化规律以及有/无弹性约束时气动力对翼型做功的差异.实验结果表明:攻角的变化规律在不同驱动频率和扭转刚度下表现出4种特殊形态;翼型攻角的变化主频与驱动频率一致,并出现攻角的两周期振动,此时自然频率与驱动频率之比接近π/2.进一步分析气动力对翼型的能量传递,发现周期变距激励的失速颤振与无激励输入颤振有显著差异,分析表明气动力即使在一个周期内做负功,仍可能改变弹性结构的能量传递而使振动幅度增加.     

基于代理模型的旋翼翼型动态失速优化设计

利用代理模型方法取代计算流体动力学（CFD）方法,开展旋翼翼型的动态失速特性优化设计. 建立基于动网格技术的旋翼翼型非定常气动特性求解方法,获得旋翼翼型在不同外形下的升阻力和力矩气动特性参数. 利用类型转换（CST）翼型参数化方法,对初始翼型进行拟合重构;选取12个设计参数,利用基于自然启发的全局优化差分进化算法,优化目标是降低旋翼翼型的力矩和阻力特性,主要限制条件是保证升力特性不降低和翼型厚度增幅不明显. 将本文的优化设计结果与基于伴随方法和CFD方法的优化结果进行对比. 结果表明,基于Kriging模型的动态失速特性优化方法与伴随方法相比,在二维翼型优化设计上具有更好的寻优性能,优化翼型气动特性的表现更好;该方法与CFD方法相比,在利用全局优化算法的优势下,减少了过早陷入局部最优点的可能性,对比优化结果表明,在力矩和阻力特性相差无几的情况下,升力特性的表现更优.     

多级轴流压气机旋转失速的研究——预测旋转失速的非线性模型

本文发展了一个预测多级压气机中旋转失速的非线性模型。为了使这个模型能用于真实压气机,导出了真实流面上的涡量—流函数方程组。作为算例,计算了单级和双级压气机,其结果清晰地描绘出失速团的形成和发展过程,同时也得出了旋转失速的所有特征参数和失速条件下压气机(级)特性的左半支,它对计算压气机在低转速下的动态特性特别重要。借胁特征线理论的分析方法,得出一个失速团稳定存在的理论极限,用它作为选择涡量传递方程左边界条件的判别式,就改进了这个非线性模型。     

板带轧机颤振与动态特性的研究

揭示了轧机设备的动态特性与轧机颤振之间的内在联系，为研究轧机颤振提供了一套切实可行的理论和实验方法，提出了抑制颤振的有效措施．     

超临界翼型的跨声速颤振特性研究

采用Navier-Stokes方程和二元弯-扭颤振运动方程耦合，用时间推进方法计算结构响应的时问历程，从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的3个超临界翼型(RAE2822，DFVLR-R2和NPU-3)的跨声速颤振特性。为了对比，同时计算了NACAOO系列的3个翼型(NACA0012，NACA0008，NACA0004)的跨声速颤振特性。研究结果表明，翼型形状对颤振特性有明显的影响，相对厚度较小的翼型颤振速度较高；厚度基本相同时，超临界翼型的颤振速度高于NACAOO系列翼型；跨声速范围内，由于气动力的非线性影响，普遍存在极限环振荡。     

两种厚度翼型动态失速特性的研究

在西北工业大学 Ｎ Ｆ３ 低速翼型风洞内首次完成了两个直升飞机旋翼翼型的动、静态测压实验研究。简述了翼型动态实验所用的测试设备、仪器和实验方法,对影响翼型动态失速特性的两个主要因素——折合频率和振幅角进行了较为详细的分析研究。给出了相对厚度分别为９％ 和１２％ 的两个直升飞机旋翼翼型的研究结果。     

基于动态特性和小波包的铣削颤振识别

在金属铣削尤其是低刚度工件加工过程中,颤振是影响工件表面质量、加工效率和刀具寿命等的关键因素。为了避免加工产生的颤振,从信号处理的角度出发,提出了一种基于系统动态特性和小波包的铣削颤振识别方法。通过模态实验获取系统的模态参数,依据颤振频率在系统固有频率附近会出现峰值的特点,采用小波包对原始切削力信号进行分解,然后选取包含丰富颤振信息的频段进行重构,最后对比和分析铣削力信号时频谱图和希尔伯特频谱,实现颤振识别,并对所提出的方法进行了实验验证。结果表明,所提出的方法具有有效性和可靠性。     

基于LuGre模型的气缸摩擦力特性研究

为满足高精度电-气比例/伺服控制系统设计时基于模型的摩擦力补偿需要,基于LuGre模型建立气缸的动态摩擦模型.搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,通过测量活塞匀速运动时摩擦力与活塞速度的关系辨识了模型中的静态参数;针对在时域估计模型动态参数存在诸多困难,提出将活塞的运动方程在平衡点附近线性化,通过测量活塞位移和驱动力之间的频率响应函数来间接估计动态参数值.测试了气缸在不同腔内压力下的摩擦力特性,结果表明：库伦摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数与压力近似成线性关系,而Stribeck速度和模型动态参数基本不受气缸两腔压力变化影响.正弦变化力激励下的活塞位移计算曲线和实验结果对比表明,参数估计准确,该模型能很好的描述气缸的摩擦力特性.     

基于最大李雅普诺夫指数的壁板热颤振特性分析

文章介绍了李雅普诺夫指数的定义,给出了壁板热颤振特性分析模型,计算得到超声速气流中受热壁板的非线性颤振运动形态以及相应的最大李雅普诺夫指数,画出了壁板稳定性区域图,结果显示不同参数下,超声速气流中受热壁板具有包括颤振在内的5种不同性质的振动形态:收敛于平壁板平衡点的衰减振动、收敛于屈曲平衡点的衰减振动、简谐型极限环颤振、非筒谐周期型极限环颤振和混沌型颤振,并给出了各种振动形态典型的时程响应图、相轨迹以及对应的最大李雅普诺夫指数.分析结果表明,来流速压和温升都严重影响着受扰壁板的非线性振动响应特性,壁板颤振容易发生在来流速压较大或者温度较高的参数区域,系统的最大李雅普诺夫指数能够定量表征壁板稳态响应时的运动形态,可以用该指数来判断超音速气流中受热壁板的稳定性并确定所研究参数范围内壁板的稳定性边界.     

基于神经网络的三极管温度特性模型研究

温度对三极管的性能影响较大,使得电路中的静态工作点出现不稳定现象．采用神经网络技术分析实际环境温度对三极管放大特性的影响,并通过实测数据和利用线性均差法得到的数据建立三极管温度特性的神经网络模型．利用该模型可预测温度对放大倍数的影响,掌握电路系统的温度漂移．从而为优化系统性能提供设计依据．     

基于Prandtl-Ishlinskii模型的磁滞电动机特性研究

Prandtl-Ishlinskii模型作为目前常用的动态迟滞拟合模型较广泛地应用于压电陶瓷控制中,但在磁滞电机控制中鲜有应用。本文旨在使用实验方法探究证明Prandtl-Ishlinskii模型在拟合磁滞回线中应用的可行性,并使用该模型对理想化的径向磁通的磁滞电机磁路进行分析。结果发现与其他常用模型相比,Prandtl-Ishlinskii模型更适用于磁滞电动机特性的研究。     

基于曲梁模型的大展弦比大柔性机翼颤振分析

提出一种大展弦比大柔性机翼颤振分析的方法。该方法首先引入准模态假设,将气动载荷作用下发生大静变形的大展弦比大柔性机翼视为一根变曲率曲梁,并将其离散为一系列常曲率曲梁单元,利用机翼静变形结果,通过多项式插值获得各曲梁单元的平均曲率。其次,在曲梁单元内,利用曲梁振动微分方程和Therdorson非定常气动力模型建立曲梁单元的颤振微分方程。然后,运用传递函数法,将曲梁单元的颤振微分方程转换为状态空间形式,并依照有限元组集的思想形成机翼整体平衡方程。最后,通过求解特征值问题获得机翼的颤振速度和颤振频率。通过与已有文献结果的对比,验证了新方法的正确性和有效性。     

火电厂引风机失速研究

建立火电厂引风机变频加静叶调节的工作性能曲线四维模型,对引风机在不同频率时的静叶调节模型进行数据分析、挖掘及寻优,搭建引风机失速的临界工况模型,为解决引风机失速问题提供理论依据。结合现场数据对不同工况下引风机工作点进行分析,提出引风机失速后再并列运行的运行调整措施,给出并列运行的操作指导,解决了引风机并列困难问题。     

机床颤振信号互谱特性分析

从频谱分析理论和机床颤振的特性出发,在大量试验基础上分析了车削加工系统从平稳切削,经过渡过程到颤振中各种颤振信号之间的互谱特性。着重分析了互谱密度函数中的实部(共谱)、虚部(重谱)以及主频带上的相位差在颤振发展过程中的特征变化。并在此基础上提出了一种新的机床颤振预兆判别的特征量。     

基于流固耦合方法的大展弦比机翼非线性颤振特性分析

针对大展弦比机翼的柔性大、变形大的特点,基于非定常涡格法求解机翼的非定常气动力,考虑了大展弦比机翼的几何非线性效应,提出了计算大展弦比机翼非线性颤振分析的新方法。以某平板机翼为例:计算了机翼静气动弹性变形、振动特性和颤振特性随着攻角增大的变化规律;比较了颤振结果线性解与非线性解的差别。相关的分析结果表明:大展弦比机翼颤振分析需同时考虑几何非线性效应和气动网格变形。     

重力热管基于VOF模型的传热特性研究

采用Fluent软件选用VOF模型,并加载自定义函数(UDF),实现重力热管内部的相变传热过程,对重力热管进行数值模拟分析.研究结果表明：Fluent可以将重力热管内部相变过程较好地呈现出来.当加热功率为60 W时,换热系数达到最大值;当加热功率继续增加到80 W时,换热系数逐渐下降.当充液率在0.20～0.24范围时,随着充液率的增加,等效对流换热系数也增加;当充液率在0.24～0.32时,等效对流换热系数逐渐降低;充液率为0.24时,等效对流换热系数最大.当倾角在30°～60°时,等效对流换热系数随倾角增大而增大;当倾角在60°～90°时,等效对流换热系数随倾角增大而减小;倾角为60°时等效对流换热系数最大.     

采用非定常N—S方程的翼型颤振特性分析研究

以非定常N－S方程为主管方程,计算翼型振动的瞬时非定常气动力,并与颤振方程耦合求解,用时间推进的方法,计算了结构响应特性。经多个算例计算,研究了颤振的临界速度随马赫数的变化规律以及极限环振荡等非线性特性。计算结果与其它献计算结果吻合很好。     

铣削颤振过程非线性振动特性的在线分析

为了分析铣削颤振过程的非线性动力学行为特性,首先基于工件振动信号的相位差、最大李雅谱诺夫指数、排列熵等,分析变切深铣削过程中平稳铣削振动信号、颤振孕育振动信号和颤振振动信号的的非线性特征。然后基于虚拟仪器平台开发了铣削振动信号的采集与分析系统,进行在线预报铣削颤振实验。试验结果表明,振动信号的相位特征可以有效检测铣削颤振,但不能有效预报切削颤振孕育;在铣削颤振不同阶段,振动信号的李雅谱诺夫指数的敏感程度不同,排列熵的阈值也不同。这样,相位差特征和混沌特征可以同时作为识别颤振孕育、发生的有效手段。     

柔性翼型的气动弹性建模与颤振特性分析

运用Hamilton原理推导了柔性翼型的沉浮-俯仰-弦向弯曲三自由度运动方程,给出了考虑弦向弯曲变形的平板薄翼作简谐运动时非定常气动力的解析表达式,建立了柔性翼型的气动弹性模型．在此基础上,研究了柔性平板薄翼的颤振特性．结果表明:对于平板薄翼而言,单一的弦向弯曲运动是不稳定的．对于给定的沉浮和俯仰振动频率,平板薄翼的颤振速度和其弦向弯曲振动频率有着很大关系．当弦向弯曲振动频率小于俯仰振动频率时,发生颤振的是弦向弯曲分支,颤振速度远小于沉浮-俯仰经典模型的预测值;当弦向弯曲振动频率为俯仰的2.5倍时,弦向弯曲和俯仰分支同时发生颤振;当弦向弯曲振动频率大于俯仰的2.5倍时,发生颤振的分支转为俯仰;当弦向弯曲振动频率大于俯仰的5倍时,沉浮-俯仰-弦向弯曲模型与传统二自由度模型的预测值几乎相等．     

前缘角冰几何参数对翼型失速特性的影响分析研究

前缘角冰不规则凸起特征和几何随机性显著,分离流场特征复杂,导致翼型失速特性发生本质变化的致因机理和关键因素仍未完全明确。针对大型客机适航审定实际需求,基于典型翼型及结冰环境,构造了一族具备不同形貌特征、几何参数彼此关联的角冰冰形。结合数值模拟方法系统分析了翼型失速特性及分离流场特征对冰形高度及角度变化的参数敏感性,归纳了冰形参数改变导致失速过程分离泡发展规律发生变化的本质影响机理,为大型客机的结冰适航取证验证工作提供了更为充分的理论依据。