在气动外形设计研究中,设计构型的阻力预测一直以来都是一项极具挑战的任务,而对于越来越复杂的构型而言,更是希望能够得到高准确度和高可信度的阻力数值结果。为了能够实现更加高精确度的阻力预测方法,并有针对性地开展气动外形设计研究,首先对比和分析了近场法和远场法进行阻力预测的特点,并提炼出现有主流的几种远场法关于轴向速度损失量(axial velocity defect)公式的优劣势和差异,进而提出了关于轴向速度损失量的改进方法,建立了改进的基于远场法的阻力预测方法和阻力分解方法。其次,在阻力分解方法建立的过程中,由于需要对阻力区域的选择划分进行判断和决定,因此开展了相关参数敏感性的讨论分析。然后,基于构造的阻力分解方法,针对Common Research Model(CRM)翼身组合体构型开展了气动特性研究,结果表明文中的方法不仅可以充分保证力系...

采用有限体积法和k-ωSST湍流模型求解雷诺平均N-S方程，使用运动壁面边界条件模拟地面的相对运动，研究了地面效应对带扰流板下偏的多段翼型气动特性的影响，并分析了地效影响下升力系数减小的原因。结果表明:随着离地高度的减小，多段翼型的升力和阻力减小，升阻比有所增大;升力系数的减小幅值随着离地高度的减小和迎角的增大逐渐增大，最大可以减小22%左右;地效影响下，主翼上表面吸力减小导致的升力系数减小幅值是下表面压力增大导致的升力系数增大幅值的3倍以上。升力系数减小原因分析表明:（1）地面效应对干净翼型升力系数的影响与迎角范围有关，在中小迎角下升力系数增大，在大迎角下升力系数减小，而多段翼型往往工作在大迎角下的起降阶段，故其升力系数在地效作用下减小;（2）扰流板下偏前后的升力系数增量随着离地高...

舰载螺旋桨运输机布局紧凑,发动机短舱尺寸和质量较大,受螺旋桨滑流影响显著,飞行载荷问题突出,国内设计经验仍显不足。研究了某飞机发动机短舱的气动载荷、惯性载荷、陀螺力矩等设计方法及相关的设计规范约束与全机机动仿真技术。首先通过对规范的理解和选择确定短舱飞行载荷设计范围;建立机动仿真模型,获得短舱典型载荷工况;通过CFD方法获得有、无滑流影响的短舱压力分布数据;计算、筛选短舱的设计载荷与设计载荷工况;对比有/无滑流影响的气动载荷计算结果。研究表明:短舱的设计载荷工况出现在最大法向载荷系数(n Z)下的急剧俯仰机动、设计俯冲速度(V D)下的偏航机动、最大着舰质量下的发动机最大拉力等情况中;短舱侧向以气动载荷为主;法向以惯性载荷为主,极值情况下惯性力超过气动力4倍;某些机动/状态下,螺旋桨滑流可使短舱总气...

以西北工业大学布局设计研究所设计的翼身融合布局民机构型BWB300为研究对象,对起飞状态下动力效应对其气动特性影响进行了数值模拟分析。首先,对设置进排气边界条件模拟发动机动力效应方法进行了验证。然后,通过对比分析分别安装通气短舱和动力短舱的BWB300起飞状态的数值模拟结果,研究了发动机动力效应对其气动特性的影响规律。研究结果表明:动力效应会增加构型的升阻力系数,改变其俯仰力矩系数,但不会改变气动曲线的变化趋势,通气和动力构型在最大升阻比和最大升力系数处的迎角相同。故在对BWB300飞发一体化设计分析中,使用动力短舱可获得更加精确的结果,但使用通气短舱,也可得出较为可靠的规律性结论。

自动上舵是威胁飞行安全、适航取证中必须关注的问题。随着机械式操纵、非专业驾驶通用飞机市场的逐渐广阔,自动上舵问题仍具有重要的研究意义。以某中型运输机为例,通过分析其协调侧滑试飞数据及数值模拟流场,对该飞机自动上舵的成因进行了分析。在此基础上,提出了双三角背鳍与降低轴式补偿2种气动改善措施,数值模拟结果表明,前者可有效改善垂尾失速特性,但过强的方向舵前缘涡会导致方向舵压心前移,恶化自动上舵现象;后者虽可有效改善自动上舵现象,但会带来铰链力矩与脚蹬力的增加,需对传动比与调整片进行精细化设计。

针对传统的高刚性机器人已无法满足人机交互安全性和复杂环境自适应性的不足之处,利用磁流变液的磁流变效应,提出并设计了一种新型的用于机器人关节的变刚度柔性驱动器。详述了柔性关节驱动原理,设计了驱动器的结构并进行力学分析,同时利用磁场仿真软件Maxwell进行驱动器的磁场分析。最后对驱动器性能进行仿真分析和实验验证,对比分析结果表明该驱动器具有结构简单、易于控制、更宽的主动变刚度调节范围的特点,并且能够吸收振动或者冲击带来的能量,提高了机器人的关节输出能力。

以某具体水下液压系统为研究对象,建立闭式环形回路和闭式非环形回路的仿真模型,通过单因素分析,得出不同管路阻尼设置、水下蓄能器和执行器等内部因素和水深、回接距离等外部因素的系统响应曲线。基于单因素仿真数据,利用偏相关理论开展水下液压系统控制响应影响因素的相关性分析,获取了影响水下液压系统控制响应的主要因素排序,为提高水下液压系统响应提供参考。

装备的安全服役和有效感知越来越重要,特别是对于一些高端装备复杂系统模块的退化状态预测和备用系统的有效订购是保障安全运行、提升服务质量、降低维修成本的关键。为此,分析了复杂系统退化的特点,提出了一种基于复杂系统退化机理的订购策略模型。基于状态空间特征矩阵建立系统退化过程模型,根据系统退化模型和备用系统随机交付时间构建复杂系统订购策略模型,该模型采用下订时刻作为决策变量。基于提出的复杂系统订购策略模型,存在一个唯一的使期望费用率最小化的最优下订时刻。最后,用实例验证了所提订购策略模型的有效性。

针对盘铣开槽过程中材料去除率大、刀具磨损严重、塑性变形明显等问题，采用正交实验法设计三因素三水平的钛合金盘铣开槽加工实验。基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化，利用主成份分析确定材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度对灰色关联度的影响权重。通过对试验数据的回归分析，建立灰色关联度与工艺参数的二阶预测模型。基于各工艺参数对材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度和灰色关联度的影响规律分析，确定盘铣工艺参数优化方案。利用响应曲面进行工艺参数优化问题求解并进行盘铣开槽实验，结果表明：该优化方法获得的工艺参数组合可在满足刀具寿命和残余应力层厚度的基础上最大限度的提高材料去除率。

飞机液压系统是典型的非线性系统，故障机理复杂，提取故障信息困难，且故障样本较少。针对飞机液压系统部件故障，文章采用了基于信息熵特征权值分配和支持向量机（SVM）多分类的故障诊断方法。先提取飞机液压系统压力信号的统计特征，然后通过计算特征信息熵为特征分配相应权值，将权值较大的特征作为支持向量机的输入向量，最后建立SVM多分类器将正常与多种故障状态进行分类；所采用的方法不仅有效降低了支持向量机模型的计算复杂度，而且提高了分类精度。通过建立飞机起落架收放系统仿真模型，对该故障诊断方法进行了验证研究。仿真结果表明，该方法选用高斯径向基核函数能够有效对液压系统进行故障诊断。