升降茶几的出现改变了我们对生活空间的一种态度,茶几不再是单一的茶几,而是可以转变为餐桌、书桌等,减少了家具占据生活空间。随着科技的发展和人们对生活质量的要求提高,茶几的发展越来越全面,更加新颖有创意,功能也越来越强大。

建立了高超声速飞行器气动杆和逆向喷流复合构型的CFD数值模型,其中流场空间离散采用AUSM+格式,湍流模拟采用Menter's SST k-ω两方程模型。分析结果表明,带喷流构型的再附激波强度弱于不带喷流构型,在气动杆前端安装逆向喷流可以提高系统的减阻性能。选择气动杆长径比、喷口直径及喷流总压比作为设计变量,以喷流质量流为约束条件、模型气动阻力系数为目标函数,在Kriging代理模型上进行了带喷流构型的气动阻力优化,优化后带喷流构型流场中的再附激波强度明显弱于优化前,气动阻力系数降低了67.17%。

采用计算流体力学数值方法研究了带气动盘的气动杆对高超声速钝头体气动阻力和气动加热的影响,空间离散采用AUSM+格式,湍流模拟采用Menter's SST k-ω模型。结果表明带双气动盘的气动杆具有最佳的减阻防热性能,且其通过流场重构的方法实现了钝头体的减阻和防热。此外增加双气动盘之间的距离对钝头体的减阻防热性能不利,在进行气动杆设计时应尽量减小两个气动盘的距离。

为解决高超声速飞行器因承受巨大的气动阻力而严重影响其飞行性能的问题,采用计算流体动力学(CFD)数值方法研究了气动杆高超声速减阻机理,结果表明气动杆将钝头体前方原始弓形激波转化为类斜激波,降低了激波强度和总气动阻力;气动杆构型的再附激波强度弱于原始弓形激波强度,从而降低了钝头体前端的壁面压力分布;气动杆构型的总气动阻力主要来自于钝头体,且主要是由压力引起的。此外随气动杆长径比的增大,阻力系数降低的速率逐渐减小。

为了降低高超声速钝头体的气动阻力,采用CFD数值方法研究了气动盘对气动杆减阻效率的影响。结果表明安装气动盘时钝头体前方回流区增大,钝头体压强峰值的位置向后移动,且模型阻力系数得到了有效降低。随后在此基础上研究了气动盘形状对减阻效率的影响。结果表明平面盘比尖锥形和半球形气动盘具有更佳的减阻效率,且平面盘还具有易加工制造的优点。

排爆机器人是一种由激光引导与抓取系统、本体行走装置组成的机器人,可以代替相关人员进行一些危险作业。所研究的抓举系统主要由基座、后臂、前臂、机械手爪四部分组成,关节处的旋转和机械手爪开合均由舵机驱动。机械臂在俯仰过程中,为克服机械臂本身和外部负载产生的重力矩,需要舵机提供较大驱动力。为降低舵机提供的驱动力,提出对前臂采用恒推力气动平衡杆以平衡机械臂本身和外部负载,确定优化变量、约束条件和目标函数;利用MATLAB软件进行优化分析,得到气动杆最佳安装位置和最佳力,输出运动仿真图形,并验证所得优化结果的正确性。

针对高超声速飞行器巨大的激波阻力,采用数值方法研究了由钝头体、气动杆和侧向喷流构成的组合模型的减阻性能。侧向喷流将弓形激波推离气动杆,组合模型的再附激波明显弱于传统气动杆模型,其阻力系数比气动杆模型低了33.52%,从而验证了本文组合模型优异的减阻效率。进行了组合模型的影响因素分析,随侧向喷流总压比和气动杆的长度的增加,再附激波强度减弱,减阻效率升高,但减阻效率的变化速率逐渐减小。随喷口位置向下游移动,再附激波逐渐增强,减阻效率降低,且减阻效率的变化速率逐渐增加。此外本文还研究了以上参数对流场结构及钝头体压力峰值位置的影响。