一种新型直筒-锥段型钢结构冷却塔气动性能的LES数值分析
作为一种外形新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔表面风荷载随机分布特性亟待研究。以国内拟建最高的某新型直筒-锥段型钢结构冷却塔(塔高189 m)为例,采用大涡模拟(Large eddy simulation,LES)方法对其进行风场数值模拟,获取了直筒和锥段两部分结构的外表面三维气动力时程。将平均和脉动风压系数分别与相关规范及国内外冷却塔实测及风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。进而提炼出此类直筒-锥段型钢结构冷却塔外表面平均、脉动和极值风荷载以及阻力系数等气动参数分布规律。最终给出了此类新型的直筒-锥段型钢结构冷却塔结构平均和极值风压估算公式及其分布曲线。
多机起降旋翼间气动干扰数值模拟研究
以多架直升机近距离起降为研究背景,采用基于运动嵌套网格技术的计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法开展旋翼间的气动干扰研究,重点分析了旋翼间距和环境风速对旋翼升力系数和扭矩系数的影响。数值分析结果表明,旋翼之间的气动干扰对上风位置旋翼的影响较小,但会导致下风位置旋翼的升力系数降低,扭矩系数增加,且其影响随着旋翼间距的增加而降低,随着环境风速的增加而增加。
基于GM(1,1)模型的小样本测量数据不确定度评定方法
测量不确定度一般来源于随机性和模糊性,分为A类标准不确定度和B类标准不确定度。测量不确定度往往由统计方法或非统计方法求得标准不确定度后再合成得到。灰色系统理论对样本量没有严格要求,不要求服从任何分布,可以解决统计方法需要的一定数量测量数据且需知道其统计分布规律在实际中很难做到的问题。本文利用灰色系统理论的GM(1,1)模型给出求解标准差的新方法,以此来评定A类标准不确定度,对测量数据的数量和分布规律无特殊要求,适合小样本测量数据的不确定度评定。该方法对于提高测量效率具有重要参考价值。
主动式惯性作动器特性研究
研究一种在主动式动力吸振器的基础上发展起来的主动式惯性作动器,它具有简化设计的优点,文中将自适应优化设计方法用于主动式惯性作动器,克服传统设计方法的若干缺陷,研究结果表明,采用本文方法设计的这种这动器在许多方面有其特点与优点,尤其是对各种类型的外扰,外扰的频带以及作动器内不同的对中弹簧刚度等都有较强的适应能力,达到有效减振的效果。
3种不同形式的板弹簧性能分析
板弹簧技术是航空航天用斯特林制冷机长寿命、高可靠运行的关键技术之一。大的板弹簧径向刚度为活塞提供支撑,以保证活塞在极小的间隙内实现与汽缸之间的无接触运动;板弹簧轴向刚度为活塞直线运动提供轴向的自由度,其轴向的最大行程受到板弹簧材料疲劳极限的限制;由于没有活塞环等密封元件,高低压之间的密封通过活塞与气缸之间的间隙密封来实现,这大大提高了活塞和气缸间的装配难度。本文针对3种常见的板弹簧:同心涡旋臂板弹簧、偏心涡旋臂板弹簧和直线臂板弹簧进行有限元分析。通过改变板弹簧载荷、厚度和弹簧臂宽度等参数,对3种型式的板弹簧分别进行加载求解,得到弹簧的应力和位移分布云图。通过模态分析得到板弹簧的自然频率,为有效避免板弹簧的谐振提供依据。分析表明:在基本结构参数相同的情况下,直线臂板弹簧可以提...
Casimir力对微加速度计性能的影响分析
随着微器件的尺寸日益缩小,有必要评估Caslmir力对微器件性能的影响.本文以微机电系统中常见的微加速度计为对象,建模分析了Caslmir力对其性能的影响.研究表明,Casimir力对微加速度计性能的影响随极板间距离的减小而迅速增大.Casimir力使得微加速度计的最大可检测加速度减小,并且随支撑梁刚度的减小,对灵敏度的影响逐渐增大.当检测电容极板间距离等于400 nm时,Casimir力引起微加速度计的最大可检加速度的降幅达5.89%.
双热流计稳态法材料导热性能测试装置与分析
在分析多层平板一维稳态热传导过程的基础上,确定了双热流计结构一维稳态热传导的物理模型和实现一维稳态热传导的技术条件,设计制作了一套可用于材料导热性能测试的双热流计实验装置。采用C++编制了可运行于Windows环境下的测试和数据处理软件,利用导热系数已知的三组试样:石英玻璃、聚苯乙烯、含碳0.45%钢在所研制的实验装置上进行了导热系数测试分析。实验结果表明,对于导热系数介于1~10w/mK的材料,测试结果与文献报道数值吻合得很好。测试结果的重复性也比较好。可以满足实际工程导热系数测量的需要。
微机电系统中薄膜结构在静电力和Casimir力作用下的稳定性
研究了静电驱动的微机械薄膜的稳定性问题.当微机械构件之间的间距在亚微米尺度以下,构件会受到量子效应的影响,如Casimir效应.通过对薄膜在静电力及Casimir力共同作用下的行为进行分析,由数值计算得到了决定薄膜稳定性状态的无量纲参数K及K曲线的临界值KC,若K值大于KC,薄膜结构为不稳定,会引起塌陷失效,薄膜粘附在基底上,且不可恢复.KC值大小与微机械薄膜和基底表面的距离以及外加电压相关.由此提供了设计高长厚比(L/h)的静电驱动薄膜结构的方法,使其不产生失稳塌陷的失效.
基于激光雷达的机载设备安装姿态校准
现代飞机对许多的机载设备安装提出更高的要求,而传统的飞机机载设备安装姿态的校准测量方法在测量校准精度和效率上已不能满足这些要求,需要采用基于先进数字化测量仪器和技术测量校准方法。通过对激光雷达系统测量原理的分析,本文提出了一种基于激光雷达的机载设备安装姿态校准新方法。与传统测量校准方法相比,这种基于激光雷达的校准方法在减少和简化测量校准工序、提高工作效率和校准精度等方面具有显著优点,能够满足现代飞机制造对机载设备安装姿态校准的更高要求。
磁流变阻尼器减振特性实验研究
以铝制圆筒自由梁为研究对象,建立了磁流变阻尼器振动实验系统,研究了磁流变阻尼器对结构振动特性的影响以及磁流变阻尼器的减振特性。比较了在有无磁流变阻尼器和阻尼器控制电压不同的情况下结构的频响函数,分别以正弦信号和随机信号对梁进行激励,测试了梁在阻尼器不同工况条件下的振动响应。研究结果表明:仅在较窄的频段内,磁流变阻尼器能够改变梁的振动特性,降低频响函数的幅值;在结构振动的低频区,磁流变阻尼器减振效果明显,在高频区对结构的振动响应影响不大。