低速风洞试验模型主动抑振系统设计与验证

开展飞行器风洞试验时,通常会出现模型振动情况,飞行器模型的振动会降低试验测量结果的精准度,在临界迎角状态时尤为严重,有时甚至会危害试验模型和设备的安全。为了提高试验质量,保障试验安全,应采取措施控制风洞试验中模型的振动,主动减振技术相较于被动减振技术适应性更强,可以满足风洞工况多变情况下模型减振需要。本文研究一套适用于低速风洞尾撑试验的基于压电陶瓷的主动减振系统,通过在支杆根部合理布置压电陶瓷作动器,将压电陶瓷的轴向运动转变成支杆的俯仰振动,以模型上振动加速度信号作为反馈,采用自适应内模反馈系统进行振动控制,并搭建地面模拟台进行了验证,试验结果表明本系统取得了良好的抑振效果。     

电子扫描测压系统的研制

在论述测控技术对于航空科技发展重要作用的基础上,较全面地介绍了西北工业大学为提高我国多点压力测量的水平,以及15年来,随着计算机技术、传感器技术、通信技术以及软件技术的飞速发展,不断地解决技术关键,研发出的新的电子扫描压力测量系统.     

基于GPGPU的Lattice-Boltzmann数值模拟算法

对Lattice Boltzmann方法(LBM)在GPGPU下的建模和算法进行了一系列研究,使得该方法在GPU下的计算加速比提升,大大缩短计算过程的时间消耗.重新设计了GPU的计算流程,在舍弃pixel buffer离屏渲染的同时,采用最新的帧缓存对象,多重纹理、多通道渲染和乒乓技术来设计一套基于方腔的LBM数值模拟程序,最终使GPU的计算时间缩短到CPU计算时间的六分之一.     

激光快速成形过程中粉末与熔池交互作用的数值模拟

建立了描述激光快速成形过程中气/粉两相流送粉、粉末与熔池交互作用及激光熔覆成形温度场的联合模型.采用有限单元生死技术模拟了熔池形成和自由界面形状演化及熔覆层的沉积过程:根据界面温度与粉末粒子动量损失状况模拟了熔池对粒子的捕捉以及工件对粉末的反射,并采用Lagrangian粒子追踪模型实现了对粉末颗粒的跟踪.在此基础上,模拟了激光快速成形过程中316L不锈钢粉末、激光与熔池的交互作用过程.计算结果与实验结果吻合.     

多图形处理器上Lattice-Boltzmann方法的加速

为了提高计算流体领域中复杂流动现象模拟计算的高效性和准确性,充分利用图形硬件的并行性,提出一种在单机多图形处理器下基于CUDA架构的Lattice Boltzmann方法(LBM)的模拟算法.采用区域划分策略将域上的LBM网格平均分配到不同的GPU设备上,在分区边界处搭接一层网格以方便计算该处网格的迁移过程,减少GPU间的通信量,并合理地利用CUDA存储层次架构中的全局内存和纹理内存为计算网格分配设备空间;采用多线程技术,用每个线程控制不同的GPU设备,同时引入线程同步机制信号量实现线程间的数据通信同步控制,按照LBM方程组的求解过程实现模拟计算.实验结果表明,双GPU将计算加速到单GPU的1.77倍左右,同时将流场计算网格规模从单GPU下的4160×4160扩大到双GPU下的6144×6144.     

小型无人机空地数据链系统的应用研究

设计了一种适用于小型无人机的空地数据链系统；文中提出了详细的系统设计方案，对数据链的传输方式、传输内容、传输流程等进行了研究；并给出了系统的软件设计和实现方法。     

空心叶片激光快速成形过程的温度/应力场数值模拟

针对航空发动机空心涡轮叶片激光快速成形(LRF),建立了温度场/应力场瞬态模型,采用有限单元生死技术模拟了熔覆层的沉积生长过程.采用随动强化及米塞斯屈服准则进行了热弹塑性分析,通过间接耦合模拟了TC4钛合金空心叶片激光快速成形的温度场/应力场演变过程.结果分析表明,在TC4钛合金空心叶片激光快速成形过程中,随着熔池的移动和成形高度的增加,温度场和应力场动态演化,其中由于基座的冷却及约束作用和熔池加热及应力释放作用,激光快速成形空心叶片温度和应力/应变场沿高度(z轴)方向呈梯度分布.温度场上高下低,散热方向从上至下,从熔池到基座;应力场下高上低,叶根等效应力最大.空心叶片激光快速成形结束冷却到室温,残余应力与熔覆过程应力分布规律基本相同,只是叶片顶部等效应力有所提高.     

基于DOS的多线程网络化数据采集系统软件设计

介绍了一种简化嵌入式PC104单板计算机的多线程网络化应用程序开发的新方法.在DOS操作系统下,通过安装Win32扩展程序,实现了运行Win32 Console模式程序的环境.在其他计算机上,采用Microsoft Visual C 设计的Console程序可直接运行在该环境中,因而降低了嵌入式计算机的数据采集、控制和网络通信程序设计难度.详细介绍了一个实例的实现过程.     

TC4钛合金空心叶片激光快速成形过程温度场数值模拟

建立了空心叶片激光快速成形过程温度场瞬态有限元数值模型，模拟了TC4钛合金空心叶片激光快速成形过程的温度场演变过程。结果表明：空心叶片激光快速成形温度场随熔池的移动及凝固和空心叶片逐层连续叠加沉积而动态演化。开始阶段，熔池较小，冷却速率较大（-1735℃／s左右），温度梯度较高（8．34×10^5℃／m左右），随着熔覆高度的增加，熔化区扩大，熔池冷却速率减小，温度梯度降低，3／4叶片高度处熔池重熔深度大于上两层熔覆层高度，熔池冷却速率为-438℃／s，熔池温度梯度为3．67×10^5℃／m，成形结束时，激光快速成形空心叶片温度沿Z轴方向呈梯度分布，基座内温度沿Z轴方向上升较慢，温度梯度为5×10^3℃／m，而从叶片根部到其顶部温度上升较快，温度梯度为2．6×10^4℃／m，到达叶片顶部温度为1542℃左右，表明虽然随熔覆高度的增加成形叶片表面换热作用加强，但整体散热方向没变，仍是从上至下，从熔池到基座。