高超声速飞行器气动热关联换算方法研究
气动热风洞实验是地面研究和预测飞行器气动热环境的重要手段之一,但由于风洞实验模拟能力的限制,风洞实验的流场参数和模型的几何尺度都会与实际飞行情况存在一定的差别,导致地面风洞实验中得到的模型表面气动加热率数据无法直接用于飞行条件下的热环境预测和热防护设计.以往通过针对具体飞行器的试验结果进行数据拟合后外插的气动热关联换算方法指向性较强,没有考虑到气动热的具体影响参数,存在一定局限性,难以外推应用于其他外形的飞行器.为解决通过气动热风洞实验数据外推预测飞行条件下气动热的技术难题,基于无量纲NS方程和边界层理论分析研究了影响气动热的主要参数,并通过推导化简边界层近似解热流公式,针对层流流态建立了气动热关联换算方法,可以考虑当地边界层外缘参数的影响,具有一定通用性.在此基础上,利用建立的...
圆角化对方柱气动性能影响的流场机理
方形截面柱体的圆角化处理是常用的流动控制方法,但其流场作用机理尚未被澄清.采用大涡模拟方法,在雷诺数为2.2×104时,考虑风攻角的影响,对均匀流作用下的标准方柱和圆角方柱的气动性能和流场特性进行了研究,定量分析了圆角化气动措施和风攻角变化对分离泡特性的影响规律,从流场角度澄清了圆角化气动措施对方柱气动性能的影响机理.研究表明:与标准方柱相比,圆角方柱的表面风压、气动力和涡脱强度呈整体下降的趋势,但圆角方柱的斯特劳哈尔数更高;圆角方柱的"分离泡流态"发生在更小的风攻角范围内,分离泡的出现会进一步造成方柱的尾流变窄,涡脱强度减弱;随着风攻角的增大,分离泡的长度会逐渐减小直至消失,分离泡的中心会逐渐向方柱前角(迎风向)和方柱壁面移动;与标准方柱相比,圆角方柱的气流发生初次分离的位置向下游移动,分离后的...
移动的线源平稳随机荷载激励下梁的随机响应
利用广义Duhamel积分和积分变换,研究了粘弹性Kelvin地基上无限长梁在运动的线源平稳随机荷载作用下的随机响应。发现此时梁的挠度响应为非平稳随机过程。通过引入随动坐标系,建立了有明确物理建议的随动谱分析方法,使随机位移响应在随动坐标系下成为平稳随机过程。
振动时效的振动力学分析
针对振动时效的实际情况和材料动态力学行为的特点 对以往研究中一些未加深入研究的基本问题作振动力学分析。对构件共振时的屈服极限、剪切变形以及转动惯量和子结构的作用进行考察 以期为振动时效机理和工艺基础研究提供部分理论上的支持。实际观察分析认为 在动态情况下 材料拉伸屈服极限大于静态下的屈服极限 1~ 2倍。若想使残余应力与有限的动应力叠加达到动态屈服极限成为不可能 而在动态情况下剪切屈服极限较低 所以在振动时 应力松弛是由于残余应力、剪切应力和拉压应力的剪切应力分量共同作用的结果。
超声电弧激励电流对MGH956合金TIG焊缝气孔和拉伸性能的影响
通过高频调制TIG焊电弧激发超声电弧,对MGH956合金进行TIG焊接,对比了在不同激励电流作用下焊缝的气孔数量和性能的变化,分析了超声电弧的作用机制.结果表明,与未施加超声电弧相比,在激励电流为5A或10A时,焊缝气孔明显长大,但数量并没有减少,在激励电流提高到20A或30A后,气孔数量急剧减少;超声电弧的引入,使焊接接头的抗拉强度得到提高,且在激励电流为20A时,焊缝的抗托强度达到最大为550MPa,达到母材的76%,同时接头由完全的脆性断裂变成脆性一韧性混合断裂形式.
焊接结构件装焊CAPP系统的研究与开发
在简单介绍计算机辅助工艺规划(CAPP)系统发展的基础上,首先分析了当前CAPP系统的几个主要发展方向——集成化、通用化和对象化,并对焊接结构件装配、焊接加工工艺的特殊性进行了剖析,然后根据装焊CAPP系统的研究开发现状,结合焊接结构件加工工艺的特征以及CAPP系统的发展趋势,提出了进行实用的焊接结构件装焊CAPP系统研究开发的原则和方法。
循环神经网络在智能天平研究中的应用
激波风洞地面试验对高超声速飞行器高焓气动特性研究至关重要,而高精度气动力测量是其中的关键技术.在脉冲型激波风洞中进行测力试验时,风洞起动时流场瞬间建立,对测力系统会产生较大的冲击.测力系统在瞬时冲击作用下受到激励,系统的惯性振动信号在短时间内无法快速衰减,天平的输出信号中会包含惯性振动干扰量,导致脉冲型风洞测力试验精准度的进一步提高遇到瓶颈.为了解决短试验时间内激波风洞快速准确测力问题,发展高精度的动态校准技术是提升受惯性干扰天平性能的关键方法.因此,本文采用循环神经网络对天平动态校准数据进行训练和智能处理,旨在消除输出动态信号中的振动干扰信号.本文对该方法进行了误差分析,验证了该方法的可靠性,并将该方法应用于激波风洞测力试验中,切实有效降低了惯性振动对天平输出信号的干扰影响.根...
高速列车车体长度对气动噪声影响的数值研究
高速列车具有细长形状,数值评估气动噪声往往需要巨大的计算量.目前对高速列车气动噪声的数值模拟大多基于对简化短编组列车的评估,而实际列车通常具有较长的8~16节编组.如何基于现有条件合理评价真实长度列车的气动噪声,是一个急需探讨的问题.本文应用非线性声学求解器(NLAS)和FW–H声学比拟法的混合算法,先求解噪声积分面上的声场脉动,再进行远场积分,引入多噪声面积分技术,通过对三种不同长度(3节、4节、6节)列车模型的气动性能和噪声数值模拟,分析了车体长度对列车气动噪声的影响.结果表明,同一列车模型的各节车厢具有相似的沿线噪声分布,其噪声曲线在量值上十分接近,只是主峰位置会随着车厢空间位置的不同而相应地发生偏移;不同长度编组列车对应部位之间的远场噪声特性具有较强的关联性,它们的远场噪声具有接近的总声压级和噪...
紫藤萝复叶气动特性的风洞实验研究
树叶的形状重构和减阻能力在太阳能帆板、机翼结构、仿生天线设计和新型发电技术等方面具有应用价值.紫藤萝羽状复叶垂直悬挂于风洞中,在风速0~25 m/s范围内进行正面和反面迎风测试.发现存在前期稳定、中间过渡和后期稳定3个阶段以及5个临界风速.在前期阶段叶轴随风速弯曲变化剧烈,出现小叶分层飞翼和分层多形状稳定.过渡阶段出现叶轴大幅低频振动和部分小叶小幅高频振动两种不稳定形式.后期出现两层或单一整体稳定,横截面形状分为锥形、楔形和U形.随着风速增大,复叶宽度减小,小叶层数逐步减少,直至出现流线形单一整体.随着雷诺数增大,复叶阻力系数先是快速下降,后又缓慢地趋于常数.复叶Vogel负指数绝对值|α|随小叶数目的增大而增大.反面迎风时|α|比正面迎风时大,但随着小叶数目增加两者趋于一致.当复叶旋涡脱落频率与叶轴固有频率...
界面剪切力作用下波状液膜流的水动力稳定性
液膜流的水动力稳定性作为保障其高效传热传质性能的重要因素之一,受多种因素的制约和影响。当气液界面处存在因气流流动而产生剪切力作用时,剪切力将通过改变界面处的边界条件,从而影响液膜流动的稳定性。基于边界层理论,采用积分法建立了剪切力作用下降液膜表面波演化方程,分析了界面剪切力对水动力稳定性的影响。研究表明,正向剪切力为不稳定性因素,反向剪切力在较小雷诺数时为不稳定因素,在大雷诺数时为稳定性因素;正向剪切力使临界波数和临界波速增大,反向剪切力使其减小;剪切力对临界波速的影响在不同雷诺数下也有所不同。