高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目设计与实现

采用项目法开展虚拟仿真实验教学是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。为此,设计了高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目,开发了高超声速风洞原理及结构设计、高超声速风洞操作流程以及高超声速风洞气动及流场环境虚拟仿真实验3个模块内容,让学生充分掌握高超声速空气动力学基本知识及原理,认识高超声速空气动力学常用的风洞实验设备工作原理及设计流程,了解高超声速典型气动外形气动力及流场随飞行高度、马赫数、模型姿态角的演化特性,探索建设实验空气动力学教学基础实验平台新途径。该项目以解决实际问题为导向,结合课堂讲授理论知识,在虚拟环境条件下开展高超声速气动及流场测量实验,推进现代信息技术融入高超声速实验教学。     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

鸭翼纵向位置对飞行器气动特性的影响

分析了鸭式布局飞行器的气动力矩特性,通过风洞实验研究了两种纵向位置不同的鸭翼在不同马赫数及迎角状态下对飞行器气动特性尤其是滚转特性的影响．实验结果表明,鸭翼、尾翼面间距大小对飞行器的滚转特性有较大影响,随着鸭翼纵向位置的后移,减小了尾翼上诱导的反向滚转力矩,滚转控制效率提高,且使飞行器静稳定性增强,但鸭翼位置的后移对飞行器升力特性影响甚微．     

Matlab在系统状态变量分析中的应用

用Matlab求解系统的状态方程,可用仿真函数、迭代计算和拉氏变换方法得到其数值解、解析解和波形图。用lsim仿真函数求系统响应的数值解;迭代法用来求解离散系统状态方程,连续系统状态方程通过离散化后也可用迭代法;连续系统状态方程采用拉氏变换可得到解析结果。通过实例分析,展现了Matlab在系统状态变量分析方面的优越性,不仅使系统状态方程的计算变得简单,而且可得到可视化的结果。     

超高压系统中内部过电压分析

对超高压系统中主要的内部过电压形成原理进行了研究,并对不同过电压的影响因素和限制措施分别作了分析。     

国际

<正>姜宗林获美国航空航天协会地面试验奖近日,2016年度美国航空航天协会(简称"AIAA")地面试验奖揭晓。中国科学院力学研究所姜宗林研究员被授予该奖,成为该奖设立40年来,在高超声速风洞技术方面,全球仅有的3名获奖者之一。同时他也是我国首位获此殊荣的科学家。美国航空航天协会是世界上最负盛名的国际性学术机构,每年举办学术水平最高、影响力最大、代表数量最多的系列国际学术会议。AIAA地面试验     

内置式永磁同步电机驱动系统动力特性与控制分析

由于传统的控制方法计算得到的电磁参数不准确,导致内置式永磁同步电机转矩输出能力不高.研究内置式永磁同步电机驱动系统动力特性及控制方法,获取内置式永磁同步电机驱动系统动力特性,得到电机的输出功率与定子电流之间的比例关系,通过计算永磁同步电机电磁参数,从而调整电机的齿槽转矩,制定零矢量控制方法,以提高电机转矩输出能力.实验...     

小展弦比超音速飞机机翼气动特性分析

基于采用对称翼型的小展弦比三角形机翼模型,对其在亚音速状态和超音速状态时的升力特性、阻力特性、升阻比特性、稳定性特性进行了理论计算分析。并针对该模型进行数值模拟,分析其超音速流场特性,与理论分析结果进行对比,发现相差不大。得出结论:该翼型机翼在飞机巡航速度为Ma=2时气动性能较好。     

基于迭代法的系泊系统问题模型分析

在模型的建立过程中,本文首先通过受力分析法,确定锚、锚链、重物球、钢桶、钢管和浮标的受力情况,建立平衡状态方程模型,然后对此模型进行求解得出浮标的游动区域、吃水深度和钢管及钢桶的倾斜角度及锚链形状.用建立的线性规划模型和物理模型,来研究两种不同风速时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域以及不同风速时的影响问题.     

玻璃钢复合材料板材Lamb波传播特性分析

基于Lamb波在各向异性材料的波动方程和频散原理,采用斜入射法激发A0模态兰姆波。针对板材的铺层角度、各接收点方向和频厚积等因素对衰减规律和传播速度规律有较大影响,采用有限元软件建立玻璃钢复合材料层合板模型,对各影响因素进行数值模拟研究。研究表明:Lamb波传播特性与纤维铺层方式有关,声速及衰减特性沿纤维方向和非纤维方向传播声速和衰减差异较大,并且呈对称现象,频厚积在0.6~1.8 MHz·mm,对传播声速和衰减影响为线性下降且趋于平稳。     

链传动运动特性的分析

链传动的运动学特性,是由于围在链轮上的链条是由多边形组成这一性质而形成.多边形效应造成了主动链轮匀速转动时,链条的速度是不均匀的,从动链轮的转速也不均匀.     

小型垂直轴风力机叶片气动特性模拟与分析

针对NACA4412翼型风力发电机扰流流动特点,建立了二维和三维不可压缩湍流模型,并对基于流体连续性方程和N-S方程及k-ε湍流模型的二维流场进行数值模拟计算。采用多参考系计算（MRF）模型,用FLUENT模拟了流场内翼型截面的受力情况和速度分布情况,得到了NACA4412翼型风机的气动特性。     

电磁驱动球形机器人转弯特性分析

本文提出一种电磁驱动全方位运动球形机器人驱动原理．采用几何分析的方法,推导出球形机器人低速运动时,转弯半径的表达式;利用分析力学的力平衡、力矩平衡方法,考虑到离心力、陀螺效应等因素的影响,对球形机器人的转弯特性进行了深入的分析,分别建立了球形机器人中速、高速运动时的转弯半径计算方程;通过对比分析,验证了所建立的转弯半径计算公式的正确性．     

低维量子系统输运特性解析

介绍了低维量子系统电子输运中的普适电导涨落、库仑阻塞、近藤效应和有待解决的问题,以期对想进入该领域的相关人员提供参考.     

LED LLC谐振驱动电路特性分析与设计

为提高LED负载驱动电路的转换效率、可靠性以及恒流性能,提出了一种采用LLC谐振电路和基于LM3404HV的高集成度恒流模块相结合的驱动电路,侧重讨论了LLC谐振电路的ZVS、空载与短路特性以及恒流电路,并根据理论设计了实验样机,通过样机的实验测试,验证了该LED负载驱动电路的可行性与可靠性.     

轮毂驱动电动汽车差速转向系统仿真分析

为了研究轮毂驱动电动汽车的差速转向系统,基于Acherman-Jeantand转向模型建立了差速转向解析表达式与仿真模型;给出了电机模型并依据其运动学方程设计了等效滑模速度控制器;搭建出包含差速转向模型、等效滑模控制器、电机模型在内的差速转向控制系统。结合实际工况,在MATLAB/Simulink环境中进行轮毂驱动电动汽车差速转向控制系统的仿真试验并与传统PI控制系统进行仿真对比。仿真试验结果表明:文中所建模型是正确的,控制系统是可行的;体现了等效滑模控制对差速转向系统控制响应时间短、超调量小、鲁棒性强等优势。     

光学薄膜消偏振分光棱镜的设计与特性分析

首先比较传统制备薄膜消偏振分光棱镜的方法,提出以布儒斯特应用为依据的设计思路,然后对其实验结果进行分析并总结。     

高速列车以400km/h通过隧道时气动效应的数值模拟与分析

基于三维瞬态可压缩雷诺时均N-S方程及κ-ε两方程湍流模型,对8节编组长度的某高速动车组以400km/h高速通过70m~2单线隧道所产生的压力变化进行数值模拟研究。研究结果表明:列车以300km/h通过单线隧道时,隧道壁面压力的正峰值、负峰值和变化幅值的最大值均出现在隧道中部,单线隧道的三维效应并不明显;车体表面的正峰值和压力变化幅值的最大值均出现在鼻尖处,列车中部测点压力区别不大;列车提速到400km/h时,列车和隧道表面最大峰值压力可分别达到10.733kPa和4.675kPa。该研究结果可为分析隧道空气动力对车体、隧道衬砌及隧道内附属设施的影响提供参考。     

模切机压花辊系统振动特性分析

随着旋转模切机转速的提高,刀架及齿辊等结构振动剧烈,使得整个系统的动态性能指标无法满足设计要求。基于虚拟样机技术及有限元法,采用ADAMS软件建立模切机压花辊系统的虚拟样机模型,对系统在300 m/min线速度且空载的情况进行动力学仿真,提取得到齿辊的支承轴承动态载荷历程。同时开展刀架的模态分析,并以动力学仿真结果作为输入条件,进行刀架的谐响应分析,探测结构的共振响应,为设备的动态性能校核及参数优化提供参考。