一种非对称充气机翼的设计方法与力学分析

充气机翼技术有着悠久的历史,作为一项可以有效减小存储体积的方法,在航空领域有着独特的发展优势.针对NA-CA4418翼型,通过编程确定并筛选翼型内接圆圆心组,进而通过三维建模软件完成该非对称充气机翼的设计,然后利用ANSYS对该充气机翼进行静力学分析和模态分析,之后用FLUENT对该机翼翼型进行气动特性仿真分析,同时与相应的标准翼型进行了对比.最后对得到的仿真数据进行了分析,得出了充气机翼的刚度随着充气压力的增加而增加且充气机翼翼型的升力系数比标准翼型低,同时阻力系数比标准翼型高的结论.     

螺旋桨静推力数值模拟与实验对比分析

针对飞艇项目研制的工程实际需求,通过经验公式和CFD数值模拟两种方法对螺旋桨的静推力特性进行了计算和对比分析;最后通过设计发动机-螺旋桨推力实验台的实验对上述两种方法得出的结果进行了验证.分析结果表明螺旋桨静推力经验公式和实验结果相吻合,公式可以在以后的工程应用中使用;在一定的边界条件下,CFD计算的结果与实验值接近,说明使用的CFD计算方法是可取的.在CFD数值模拟计算过程中,实验值和经验公式估算值可以在确定CFD的边界条件以及确认计算结果的准确性方面提供重要的参考依据.     

不规则太阳电池临近空间发电模型构建与分析

临近空间长航时飞行器（平流层飞艇、太阳能飞机、高空科学气球等）是目前高空平台（HAPS）的一种发展趋势。目前临近空间长航时飞行器的能量来源主要是太阳电池,由于飞行器形状和体积不同,太阳电池安装位置和面积也不同。飞行器有效铺装面积有限,为了实现能量平衡,因需要铺装更大面积,会遇到不规则形状铺装的情形,但此时的发电预测计算过程比较复杂且速度较慢。该文提出一种基于太阳电池之间关系的发电模型,实现任意单块太阳电池快速预测光伏阵列发电功率。针对现有飞行器不规则铺设太阳电池的进行仿真分析,结果表明,该模型能够准确预测其发电能力,并解决了不规则太阳电池发电能力的准确预测计算过程复杂和速度较慢的问题,修正后的模型在计算用时效率上最多可减少50%。     

临近空间太阳电池模型修正与发电量预测研究

由于在飞行过程中,温度、辐照度和倾角变化都会对临近空间飞行器上太阳电池的输出功率及效率产生影响,该文利用太阳光模拟器及薄型晶体硅太阳电池,进行多组测量实验,得到在不同温度、辐照度和倾角条件下,太阳电池的短路电流、开路电压等参数,并通过与模型仿真结果进行对比,对已有太阳电池电模型进行修正,得到更接近真实飞行工况的临近空间飞行器用薄型晶体硅太阳电池的模型。最后,基于修正后的模型通过仿真对太阳电池阵列在临近空间的全天发电功率变化趋势进行预测,可为临近空间飞行器用太阳电池阵列设计与功率预测提供重要参考。     

基于遗传算法的临近空间飞艇多学科优化设计

临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化。仿真结果表明利用遗传算法开展飞艇多学科优化是可行的,另外在进行设计时,不能仅将减阻作为研究重点,还应全面考虑结构重量、强度等其它因素。     

相变材料在长期驻空平流层飞艇上的应用探讨

建立平流层飞艇在平飞过程中的热力学综合模型,详细分析太阳辐射、地面反射、红外辐射、对流换热及热传导对内部气体温度变化的影响.分析结论表明飞艇内部气体的昼夜温差较大是影响长期驻空平流层飞艇性能的关键因素.为此,提出将相变材料应用于平流层飞艇,分析相变传热问题的特点,建立相变传热的数学模型,对相变传热问题的求解方法进行分析...     

基于动力学仿真的系留气球鼻锥有限元分析

针对系留气球进行了动力学仿真分析,在此基础上对一种用于固定球体的新型鼻锥结构进行了结构有限元分析,以确定其强度与刚度.首先采用计算流体力学CFD求得特定风速下系留气球所受的气动力,随后通过多体动力学软件Adams进行动力学仿真分析,确定作用在鼻锥上载荷的大小,并以此作为有限元分析的载荷边界条件;然后采用有限元分析的方法对鼻锥结构进行静力学和动力学分析;最后确定极限风速下艇首与鼻锥连接处的变形、载荷及应力情况.通过分析,为新型鼻锥结构进一步的设计改进与优化提供了参考依据.