高速数据采集与事故记录系统的研究

本文讲述研制便携式高速振动信号数据采集系统的设计思想及其功能特点，重点介绍了数据采集板的设计原理．     

计算细长受控飞行器频率响应矩阵的传递矩阵法

本文用传递矩阵法计算细长受控飞行器的频率响应矩阵,考虑了气动弹性的影响和舵回路的效应。和模态法相比,传递矩阵法适用于非定常气动力的各种表达式,并且直接对结构的运动状态进行计算,避免了模态法中因截尾带来的误差。     

二次非线性惯性耦合项对结构响应的影响

本文以图1所示双梁系统为例讨论了二次非线性惯性耦合项对结构响应的影响.正弦激励的扫描曲线表明,当存在内部谐振条件时,随力幅的增长响应由线性区转到非线性区,同时会发生谐振的吸收、不稳定的波动及幅值的饱和等现象,伴随多种振动模式同时发生.从频谱分析图中可以看到他们各自以其自然频率振动,这种现象常常会导致结构的破坏,因此必须引起重视.     

水下通气空泡航行体结构模态及冲击响应研究

将航行体水下通气空泡简化为空气弹簧,并基于结构水下附加质量与空气弹簧作用原理,推导了水下通气空泡航行体在局部通气空泡包裹下的流固耦合振动方程.基于该振动方程,对通气空泡航行体在不同空泡长度包裹下的模态频率以及冲击载荷作用下的结构响应进行了分析,并将结果与将通气空泡简化为真空情况的计算结果进行对比.研究结果表明,结构的模态频率随通气空泡长度的增大而波动增大;通气空泡刚度对结构模态频率的影响随模态阶数的增大而减小;在冲击载荷作用下,通气空泡长度越大,响应幅值越小、响应频率越高.     

含椭圆柱型空腔的声学覆盖层的吸声特性研究

为进一步探索空腔谐振的吸声机理,研究了以钢板和空气为背衬的含椭圆柱型空腔的声学覆盖层的吸声特性.运用有限单元法对单空腔结构的覆盖层和混合型空腔的覆盖层的吸声性能进行了计算.结果表明,在相同穿孔率的情况下,含椭圆柱型空腔的覆盖层相对含圆柱型空腔的覆盖层具有更低的谐振频率,且扁率越大,谐振频率越低.含椭圆柱型空腔的覆盖层更具有一般性和优化空间,这符合覆盖层消声频率向宽频方向发展的要求.     

SPH离散误差的线性形式及稳定性分析

采用小量摄动法得到矩阵化后SPH算法的空间离散误差传播的线性形式及系统矩阵,并将其应用于SPH算法稳定性分析.分析该线性形式,得到与Swegle相同的张力不稳定性充分条件.忽略连续性方程的影响,分析系统矩阵的特征方程,可得到与系统矩阵的特征值存在等价特征值的2个矩阵,这2个矩阵可分别代表SPH的张力不稳定性和高频不稳定性.分析代表张力不稳定性的矩阵的性质,可知张力不稳定性是敏感于粒子间误差相位差异的;而分析代表高频不稳定性的矩阵,刚度矩阵秩缺陷导致高频不稳定性的进一步原因是粒子体积分布不均使得刚度矩阵对称性缺失.提出一个新的光滑长度更新模型,并使用于两个低雷诺数算例.     

Effect of attack angle change on hydrodynamic character of supercavitating bodies

A series of experiments has been done in a moderate-velocity cavitation tunnel to investigate the effects of attack angle change on hydrodynamic characters of supercavitation. Hydrodynamic characters of the aft section at various attack angles were compared. The investigation shows that hydrodynamic forces of the aft section are dependent of supercavity shapes at different attack angles,and the magnitude of hydrodynamic forces of the aft section varies with the change of attack angle. When the aft section is in the fully wetted case,the drag coefficient changes little. Lift and moment coefficients both increase with the increased attack angle,and the increase magnitude is not large. When the aft body planing is on the cavity boundary,the drag coefficient of nonzero attack angle is larger than that of zero attack angle,and the maximal lift and moment coefficients both vary obviously with the increased attack angle. In the case that the body is fully enveloped by cavity,the drag coefficient,lift coefficient and moment coefficient are nearly constant with the change of attack angles.     

模型不确定时滞欠驱动AUV的模糊变结构控制

为了实现具有时变水动力系数、未建模动态和时滞等不确定性的欠驱动自主水下航行器的鲁棒控制,以变结构控制的切换函数及其变化率为模糊控制器的输入,以变结构控制律的变化率为模糊控制器的输出设计了一个模糊变结构控制器;为了得到更好的性能,引入了压缩扩张隶属度函数,设计一定的模糊规则自适应地调整模糊控制器中的比例因子和量化因子;将该控制器和模糊变结构控制器,准滑模控制器进行了仿真对比,证明本文设计的控制器有更好的性能;最后基于该控制器对具有水动力系数不确定性,未建模动态和控制输入时滞的AUV运动模型进行了数值仿真,结果表明该控制器有很强的鲁棒性,而且控制成本很小,只在某些情况有极弱的抖振.     

超空泡航行体的自适应变结构控制设计

针对航行体在实际巡航时存在的流体动力系数摄动及尾部流体未知干扰等不确定性问题,改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,利用自适应算法对不确定因素进行了估计,设计了基于改进型指数趋近率的变结构控制器,并进行了数学仿真.仿真结果表明:该控制器在稳定控制过程中具有很好的性能,调整时间小于1 s;系统的稳态误差小于1%,表明其应用到超空泡航行体上是完全可行的.     

非凸区域上SPH计算结果后处理方法研究

系统考察了利用Delaunay三角化实现SPH(smoothed particle hydrodynamics)算法后处理的途径.针对非凸物质域上SPH粒子点集的最小凸包的Delaunay三角化,会得到一些并不属于物质域的空白单元,提出一种"单元称重"算法,通过SPH求和近似获得单元的加权质量,利用不属于物质域中的空白...