大型风洞全场智能感知的研究进展

先进大型风洞是支撑飞行器设计验证的战略性设施,由于先进飞行器的复杂气动外形、非标准化结构,给其全场分布式参数测量带来了巨大挑战,包括模型表面应力场、应变场、温度场、气流分布,以及模型周围流场空气动力学结构和速度场信息,而且还需要解决测量数据的正确性验证问题。本文讨论了柔性传感器测量技术和非接触光学的流场测量技术,利用大面积、柔性传感器获取飞行器表面的物理场分布,PIV技术获得飞行器周围流场结构或信息,实时、定量显示飞行器全场物理场信息,并与计算模拟或飞行数据库进行相互融合与支撑,实现飞行器气动特性在线感知。全场测量技术将全面提升风洞试验的数据采集能力,突破传统测量系统难以实现全场感知的局限,并实现风洞试验的定量测量与大规模数据的处理与分析,为大型风洞智能运行奠定基础。     

基于SAR影像的高分辨率近海风速反演

SAR影像反演高空间分辨率近海风速在海洋资源环境领域具有重要意义。利用CCMP风向数据和SAR影像,研究CCMP风向用于SAR影像高空间分辨率近海风速的反演方法。以2009年8月24日一景ENVISAT ASAR影像为例,将近海风速的反演结果与CCMP及测风塔风速进行比较,结果表明,与CCMP插值风速比较,使用CMOD4、CMOD_IFR2和CMOD5这三种算法的均方根误差分别为0.67 m/s、1.37 m/s和0.83 m/s;而与测风塔风速比较,反演结果的偏差较小,均小于1.5 m/s。因此使用SAR影像和CCMP风向数据能够反演高空间分辨率近海风速,有利于实现近海风场的业务化应用。     

超声波风速风向测试仪的设计

该设计的超声波风速风向测试仪具有低功耗、精度高、可靠性强、检测速度快、检测范围大(测量范围:0～ 60m/s)等特点.该测试仪,基于传统时差法的超声波风速风向检测方法,并采用同侧V型安装方式,由dsPIC33F系列单片机进行控制准确获取时差,实现风速风向测量.该测试仪在风洞测试时,获得较高地精度和稳定度.     

AD7705/06的使用

AD7705/06是AD公司推出的16位∑-△型AD转换器,它带有增益可编程放大器,可通过软件编程来直接测量传感器输出的各种微小信号。文中介绍了AD7705/06的结构及其使用。     

常用护栏类型对风沙粒子运动的影响研究

为研究风沙区公路护栏类型对积沙分布的影响,参照《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2017）进行护栏建模,将沙粒看作流体中的流动粒子进行追踪,通过COMSOL Multiphysics 6.0软件进行模拟计算,以流体动力学理论为基础,以实测风速数据为计算参数,选择合适的曳力模型,研究三种常见护栏类型附近的流场分布状态和沙粒运动轨迹与沉积特性。结果表明：2021年5月15日至2022年5月15日之间,主导风向为SSW和SW,平均风速7.8m/s,5～10m/s风速占比79.23%;路基迎风侧坡脚处风速流场具有类似分布,迎风侧路肩形成风速加速区,背风侧均出现涡流区,风速低于2m/s;气流经路基边坡与混凝土护栏出现上扬,对沙粒具有抬升作用,抬升高度最高为15m;缆索护栏附近沙粒做类抛物线运动,在路基背风侧由于气流回流出现反方向运动;沙粒在波形梁钢护栏的气流影响下贴地滑动,在路面后半段沉积,且仅有波形梁钢护栏路面出现沙粒沉积,混凝土护栏与缆索护栏在路基背风侧坡脚出现沙粒沉积;依据缆索护栏附近沙粒抛物线运动高度推断,若风速减弱,沙粒仍会在路面沉积。     

基于MSP430的位移测量系统的设计

本文介绍一种以单片机MSP430控制为核心,使用线性可变差动变压器为传感器,能实现较精确位移测量功能的位移测量系统。经测试该系统能对±20mm以内的距离进行精确测量,而且误差不超过0．5mm。     

浅析低空飞行安全气象保障技术

现阶段,我国低空域范围正在逐渐的开放,其重要程度已经上升到国家战略层面,进行低空飞行安全保障体系的研究是十分重要的一个方向。因为我国低空环境呈现出较为复杂的情况,并且存在着低空飞行安全气象保障技术不成熟的问题,需要建立起一套以地面气象探测为基础,配合以低空雷达进行检测,除此之外还需要通过被动卫星进行辅助,从而形成陆空天全方位的低空飞行安全气象保障体系,需要对低空风速风向、温度、湿度以及气压进行测量,并且通过低空飞行管制中心进行数据整理与分析,并且对相对应的空域进行数据传输与指示,以此来解决我国低空飞行器空中预警、空中计划以及空中救援上的空缺,希望通过本文的论述能够为我国的低空飞行安全气象保障技术的发展提供一定的借鉴与帮助。     

风沙环境风洞测控系统设计

风沙环境风洞测控系统是以即工业控制计算机为核心,通过PLC完成系统对风机的控制指令输出、反馈信号的输入、数据的采集等;通过数据采集卡完成系统对实验段各截面流场数据的采集;通过伺服控制系统完成系统对实验段移测架和转盘的控制;系统的软件在VB6.0的编程环境下编制,实现了风洞风速的闭环控制、流场品质的测量、实验件方向的控制等。     

一种微小水生昆虫水面浮力测量装置的设计

研究设计了一种新型的微力测量装置,能够测量在水面运动的微小水生昆虫腿部由于毛细效应而产生的水面浮力,并以蚊子腿为例测量了其水面浮力,从而对该装置的测量精度和测量方法进行了实验和理论验证。该装置测量微力的量程为1~2000μN,精度为0.1μN,并且能够精确地控制和改变待测物体与水面接触的速度和角度。该测量装置和方法也能直接应用于仿生水面微型机器人的腿部浮力、微液滴黏附力等一些微小表面力的测量,具有较好的应用前景。并且,本装置的设计与研发也为新型微流体器件、微型传感器等相关装置的设计制作提供了一定的灵感。     

一种U型变体无人飞行器气动外形技术研究

为实现无人飞行器兼顾高低速飞行的特点,建议对变体飞行器气动外形展开研究。本文报告了国际上主流的两种变体飞行器发展现状,设计了一款U型变体无人飞行器气动外形方案,并对该方案进行了工程估算。分析了变体过程中以翼面积、空速、力矩、焦点位移等参数的变化趋势。计算结果表明,飞行器变体后翼面积减少26%,内翼段受到的弯矩增加35%,焦点前移7.5%,空速增加17%。初步实现了低速起降、巡航,高速冲刺、巡航的目标。     

两种模式精细化预报能力检验评估

基于EC细网格模式和GRAPES-GFS模式资料2019年1月—4月20 h起报的各层次温度、湿度、风向、风速预报资料,采用预报准确率(T)、平均误差(ME)和皮尔森相关系数(PRCORR),对两种模式在不同天气时的温度、湿度、风向、风速预报能力进行检验。结果表明：EC2 m模式预报对赛场高点、低点、靶场相关系数较好,3月份的平均偏差比1月、2月份的偏差小,08时的平均偏差比别的时次高。相对湿度选择EC950模式预报,1月、2月份的平均偏差比3月份的偏差小,08时的平均偏差比别的时次高。风向各站点、各时次选择模式有所不同,主要选择EC950模式及EC925模式。C7419高点主导风向为西西南风;C7423低点主导风向为偏西风;C7422靶场主导风向为偏西风。风速各站点、各时次选择模式有所不同,主要选择EC950模式及EC10模式。赛场高点最大风速最大值达到8 m/s～12 m/s,其次为4 m/s～8 m/s,所占比例最大;赛场低点最大风速最大值达到4 m/s～8 m/s,所占比例最大,其次为0～4 m/s;靶场风速最大值达到4 m/s～8 m/s,所占比例最大,其次为0～4 m/s。     

基于MSC.Marc的体积压差扭矩传感器有限元分析

针对液压马达扭矩测量易受外部环境影响,产生测量误差问题,在研究了传统应变式和相位差式扭矩传感器的基础上,提出了基于机械结构应变的体积压差扭矩测量系统模型,依据对其理论模型的研究,根据体积变化引起的压差变化计算出扭矩值,从而实现扭矩测量。以液压马达扭矩测量为研究对象,基于MSC.Marc对体积压差扭矩传感器机械本体进行分析。结果表明:传感器本体受到My方向干扰扭矩时,输出误差最大为0.45%,据此,体积压差扭矩传感器能够在干扰扭矩、力及温度下稳定输出,适合海上恶劣环境使用。     

风能数值预报的模式输出统计(MOS)研究

利用中尺度气象模式WRF输出的风速、温度、摩擦速度等变量作为待选因子,在其中选择合适的因子与风电场的实测风速建立多元线性模式输出统计(MOS)模型,对陕西省延长县风电场的风速进行预报。详细分析了因子数量、模型训练长度对预报结果的影响。研究表明:(1)所选因子不需要太多,推荐只选两个;(2)保证有600或以上时次的历史资料进行训练;(3)满足以上条件,MOS预报的均方根误差比单纯的模式预报误差平均可减少0.23m/s。该方法实现简单,计算快捷,可实际应用于风电预报中。     

基于改进自回归模型的风电场短期风速预报

本文提出了一种基于自回归模型和误差动态修订相结合的风电场短期风速预报方法。通过对张北单晶河某风电场70m测风塔2017年1-3月逐15min风速数据分析,发现该方法在风速短期预报中效果明显:对未来单步和4步风速预测中,与实测值相关性分别为0.9和0.8,平均绝对误差分别为0.8m/s和1.3m/s,均方根误差分别为1.3m/s和1.8m/s,预报结果较为理想,随预报步数的增加,预报误差逐渐增大。结果表明,新的预报方法是一种有效且简单易行的风电场风速短期预报方法。     

ADMS-Urban在机动车尾气扩散上的应用研究

ADMS_Urban (UrbanAirQualityManagementSystem)是一套城市大气质量管理系统。本文首先简单介绍了ADMS_Urban ,然后用ADMS_Urban模拟广州市天河区机动车尾气排放的ONX 的扩散过程 ,并将模拟结果与实测值、机动车尾气污染扩散数值模型的模拟结果进行对比。结果表明 ,风速对NOX 浓度分布有很大的影响 ,路网结构对浓度分布有一定的影响。ADMS_Urban能够很好地模拟有风 (风速≥ 1m/s)条件下NOX 的扩散过程 ,但只能近似模拟静风 (风速 <1m/s)条件下的NOX 扩散过程。     

微型飞行器的设计原则和策略

微型飞行器的发展至关重要,从多个方面对设计原则进行研究,并且提出相关的设计策略,以期能够促进微型飞行器的持久发展。     

脊髓致伤力测量系统的研制

目的：在应用重物下落法制作脊髓损伤模型时,精确衡量不同打击高度下脊髓损伤模型的致伤程度。方法：设计出一套脊髓致伤力测量系统,使用PLC控制三维移动平台以调节打击高度和打击位置,在撞击锤头部安测力传感器,实现冲击力的实时测量。采用便携式差分USB示波器采集传感器输出的电压信号,并应用数据采集软件控制该采集装置,使其能够捕捉打击瞬时数据。结果：该脊髓致伤力测量系统能在不同打击高度下对脊髓进行打击,并实现冲击力的实时测量。结论：实验证明,系统能够制作不同损伤程度的脊髓损伤模型,并能实时显示冲击力波形,并计算打击过...     

基于HMC1023磁阻传感器的多通道宽磁场测量系统

本文针对HMC1023磁阻传感器的特点,讨论了该传感器对多通道宽磁场测量系统的设计问题。本文利用仪用放大器和采样保持器实现了多通道实时采样,利用PGA可以对传感器输出的放大倍数自动调节,从而使其满足宽磁场范围的准确测量。本文也讨论了传感器的输出在PC机上的实时显示问题。     

输电线路雷击故障行波精确测量方法原理简析

本文讲述了一种输电线路雷击故障波形精确测量方法,主要是采用软件算法用于校正自积分罗氏线圈测量输电线路雷击故障电流时存在的低频失真问题。根据校正系统是对原测量系统进行逆向还原这一特性,通过模拟测量自积分型罗氏线圈的输入输出值来间接取得校正系统的输入输出。知道了一个系统的输入输出,就可以通过系统辨识的方法来实现对一个系统传递函数的近似模拟。该方法已在实际生产中应用,效果显著,能够精准的记录输电线路雷击故障波形。     

科技传真

风速2m/s即可发电钢电机日前成功地开发了面向普通家庭及小公司的小型风力发电机,可安装在住宅的屋顶、庭院等位置。风车采用垂直轴型,无须根据风向改变风车的方向,噪音很小,即使安装在住宅密集区,也不会干扰近邻。当风速达到0.5m/s时风力发电机开始旋转、2m/s以上时即可发电。使用自行开发的耐腐蚀性铝合金风叶,耐用年限长达30年。按照风车直径(1.6m～4m)及风叶长度(0.9m～2m)的不同,共分4种机型。如果是风车直径4m、风叶长2m的机型,在风速10m/s的条件下,可发电1060W。该风力发电机计划在今年10月前后推向市场,包括风车主机及发电机等在内…