扇翼无人机是一种新概念无人机,其横流风扇叶片的翼型、尺寸、位置、数量、安装角,以及来流速度、风扇转速等因素都会显著影响气动特性.为探究这些因素及变化对扇翼无人机的影响及规律,本文建立起典型扇翼二维机翼模型,通过数值仿真计算的方法进行分析,并重点研究了扇翼来流速度、风扇转速对扇翼气动特性的影响.结果 表明,当扇翼几何参数一定时,在一定范围内提升转速和改变来流速度均能有效提升扇翼的升、推力特性:在无人机设计、运行和使用过程中,应根据实际需要做好来流速度和风扇转速的匹配.

气动测量技术具有测量精度高、测量过程稳定、可以实现非接触式测量等特点.但传统气动量仪设备功能单一,对使用环境要求很高,而且只能对产品进行质量判断,无法利用采集到的数据提升产品生产的合格率.针对我国现有的气动测量设备存在的问题和发展趋势,本文提出并设计了一种基于SPC方法的嵌入式气动量仪系统.该系统既能够保证传统气动量仪的优势,又能利用气动量仪收集产品的质量数据,实时的对产品质量进行分析及控制,并且大大提高了对工业现场环境的适应能力.通过试验和分析,验证了本系统对数据处理的精确性,同时可以利用数据的分析结果实时监控整个生产线,最终达到提高整个生产线产品合格率的目的.

基于计算流体力学(CFD)方法,计算风对桥梁的静力作用。首先在二维和三维风场环境中,分别计算了同一桥梁断面的三分力系数,将其与风洞试验结果进行了对比。然后在三维风场下,分别以扁平箱梁、分离式双边箱梁和∏型梁三种经典桥梁断面为结构模型,建立-5°～+5°共11个风攻角下的流场模型,以剪切应力输运k-ω模型为湍流模型,提取不同攻角下的三分力系数,绘制了桥梁结构模型周围的风场特征图,包括压力云图、速度和旋涡的分布图,分析不同桥梁断面形式的抗风性能。结果表明,三维的计算结果更加接近试验值,其阻力系数和升力系数与试验值的误差分别为1.36%和0.054%。通过三维数值分析得到的数据可以初步确定抗风性能好的断面类型,能为大跨度桥梁的设计与研究提供重要参数。

为研究高铁车体在复杂风场条件下的侧风效应问题,以计算流体动力学(CFD)的数值计算为研究手段,研究车体气动力特性及参数敏感性,系统考察车体气动力随风攻角变化的规律,据此分析列车行驶时的力学性能。通过对比不同高宽比和长宽比车头形状的空气动力学特性,得到合理的车头形状为铁路机车安全运行提供理论和技术支持。根据模拟分析结果表明:车头形状设计为高2.6 m、顶部长0.46 m、底部长3.0 m时,空气动力学特性(气动升力系数、侧向升力系数、倾覆力矩系数)同时取得较为理想的结果,更容易满足列车安全性能要求。

利用五轴数控技术对轮毂表面进行抛光加工是一种新工艺方法的变革,也是按照智能化制造要求的一种转变。同时,将数控抛光加工应用到轮毂生产中,改变了现有企业的生产模式,减少了劳动强度,降低了成本消耗,提高了劳动安全指数。五轴数控抛... 展开更多

风洞试验和飞行试验是飞行器研制过程中进行气动性能分析与优化设计的重要手段,然而,在高超声速飞行条件下,真实气体效应、黏性干扰效应和尺度效应的复杂变化给气动数据精准预测带来巨大挑战。为了提升天地气动数据一致性,针对某外形飞行试验数据开展了典型对象的天地气动数据融合方法研究。结合数据挖掘的随机森林方法,本文提出了一种面向飞行试验的数据融合框架,通过引入地面风洞试验气动数据,实现了对复杂输入参数的特征分析与特征排序,进一步对不同飞行时刻下飞行试验的气动数据开展了交叉验证。结果表明随机森林的机器学习框架对风洞-飞行试验数据关联具有较好的预测与外推能力,可以有效提升气动数据预测精度,相关研究为复杂环境下气动数据多源融合提供了思路。

高效、高精度的气动热预示是高超声速飞行器设计的关键。然而,随着高超声速飞行器外形的日益复杂化和设计周期的不断缩紧,现有方法已很难满足高效精准的气动热预示。本文基于边界层理论和支持向量机发展了一种数据驱动的当地化气动热预示建模方法。首先,通过求解Euler方程获得边界层外缘信息,采用RANS方法计算热流分布样本;然后,通过设计的特征选择方法确定边界层外缘特征;最后,利用支持向量机构建气动热预示模型,实现边界层外缘特征与壁面热流的映射。对双椭球和二级压缩面的热流预示结果表明,该模型考虑了非均匀分布壁面温度等边界条件,具有较高的预示精度和良好的外推与泛化性能,典型位置热流预示结果和RANS计算结果的相对误差均小于5%。同时,以双椭球上表面中心线热流预示为例,对比传统POD降阶方法,发现该模型的预示精度更高,...

针对纸带压接机中压接装置的工作过程,在分析甩动辊运动过程的基础上,将甩动辊视为凸轮机构的从动件,定义其转动角度与从动件的行程等效,构建甩动辊动作电子凸轮曲线,从而基于电子凸轮控制机制,实现对甩动辊的控制。对该电子凸轮曲线的定义,特别是加速区和减速区的曲线形式,以及在加、减速区甩动辊与主动轴转角之间的关系进行了细致的讨论,得到了在加、减速区主动轴转动角度是甩动辊转动角度的2倍的结论;以此为指导,对伺服电机电子凸轮功能的参数设置进行讨论,并在纸带速度不同时均可离线设置。最后,讨论了实现上述控制的PLC程序的设计思想,并应用于实际系统,纸带压接装置的可靠性和稳定性取得了设想的效果。

为了解决无碳小车轨迹偏差大的问题,以轨迹近似为＂8＂字的无碳小车作为研究对象,首先详细介绍所设计的小车内部结构并阐述其工作原理,并利用解析法得到小车转向机构以及运行轨迹的数学模型。为对小车参数进行优化以得出最优值,根据建立的数学模型,利用MATLAB对小车单周期以及多周期运行轨迹进行运动仿真,得出最优值结果r=0.00535 m,b=0.013 45 m。

应用虚拟原型技术开发了一种液压伺服系统。该系统由液压伺服系统物理原型、液压伺服系统虚拟原型、信号采集处理系统以及同步仿真系统组成。操作人员可以通过该系统在计算机上输入指令实现液压伺服系统物理原型和虚拟原型的同步仿真并在计算机屏幕上以三维模型方式显示工作台运行情况和传感器数据信息。