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伞翼无人机精确建模与控制 被引量：9
1
作者 朱虹 孙青林 +2 位作者 邬婉楠 孙明玮 陈增强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期79-91,共13页
前缘切口以及后缘下偏是影响伞衣气动力计算的关键因素。为实现伞翼无人机(UAV)的精确控制,从提高翼伞系统动力学模型的精度入手,在升力线理论的基础上,基于计算流体动力学方法,综合考虑前缘切口以及后缘下偏的影响,计算了不同切口尺寸... 前缘切口以及后缘下偏是影响伞衣气动力计算的关键因素。为实现伞翼无人机(UAV)的精确控制,从提高翼伞系统动力学模型的精度入手,在升力线理论的基础上,基于计算流体动力学方法,综合考虑前缘切口以及后缘下偏的影响,计算了不同切口尺寸模型的升力、阻力系数。利用最小二乘法辨识了升力、阻力系数与迎角、切口尺寸以及下偏量的关系,实现了翼伞气动力的精确计算,改进了伞翼无人机的六自由度动力学模型。对改进的动力学模型进行轨迹跟踪控制的仿真,通过与空投试验数据的对比,验证了改进翼伞系统动力学模型方法的准确性,对于伞翼无人机的仿真和控制器设计具有重要意义。 展开更多
关键词 伞翼无人机 前缘切口 后缘下偏 动力学模型 计算流体动力学
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变形翼伞回收系统的建模与分析 被引量：5
2
作者 郭一鸣 闫建国 +3 位作者 邢小军 吴慈航 陈潇然 李丰浩 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期952-958,共7页
翼伞的气动力计算是研究翼伞回收系统建模的关键技术问题。为了进一步提高建模精度,同时考虑了翼伞充气变形和后缘下偏量的影响,通过流固耦合方法获得各个状态下的升力系数、阻力系数。然后使用最小二乘法辨识获得气动系数和下偏量及变... 翼伞的气动力计算是研究翼伞回收系统建模的关键技术问题。为了进一步提高建模精度,同时考虑了翼伞充气变形和后缘下偏量的影响,通过流固耦合方法获得各个状态下的升力系数、阻力系数。然后使用最小二乘法辨识获得气动系数和下偏量及变形之间的量化关系,改进翼伞回收系统的六自由度模型。研究表明,考虑变形及下偏情况的翼伞不仅结构和实际翼伞类似,且获得的气动参数与风洞试验更加接近,证明新方法对于翼伞回收系统精确建模的研究有一定的意义。 展开更多
关键词 翼伞 流固耦合 后缘下偏 充气变形 动力学模型
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冲压式翼伞气动性能研究 被引量：5
3
作者 刘媛 闫建国 +1 位作者 李明君 屈耀红 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2017年第3期24-27,36,共5页
随着计算流体动力学(CFD)的发展、空投系统以及航天器回收过程对定点回收精度要求的提高,精确计算冲压式翼伞的气动参数必不可少。首先,采用有限体积元法求解N-S湍流模型的κ-ε控制方程,对NASA兰利研究中心采用的三维翼伞进行了气动性... 随着计算流体动力学(CFD)的发展、空投系统以及航天器回收过程对定点回收精度要求的提高,精确计算冲压式翼伞的气动参数必不可少。首先,采用有限体积元法求解N-S湍流模型的κ-ε控制方程,对NASA兰利研究中心采用的三维翼伞进行了气动性能分析,验证了方法的可行性;然后将该方法应用于某型翼伞中,分析了翼伞周围的绕流特性,得到了不同迎角来流条件以及伞衣后缘不同程度下偏的气动力数据,为翼伞系统的数学建模提供了准确的参数,从而克服了传统经验公式获得气动参数不准确的缺点。 展开更多
关键词 气动性能 后缘下偏 气动参数
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基于变桨与襟翼协同的降载特性研究及机理分析
4
作者 白冬晓 王冰 +1 位作者 李寅生 王万成 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1068-1074,共7页
研究了尾缘襟翼长度、偏转角和攻角对翼型降载特性的影响,并分析其影响机理。结果表明:变桨与尾缘襟翼的协同控制可有效实现挥舞方向上的降载;尾缘襟翼长度越大,尾缘偏转角越小,攻角越远离临界值,降载性能越佳;偏转角增大会导致临界攻... 研究了尾缘襟翼长度、偏转角和攻角对翼型降载特性的影响,并分析其影响机理。结果表明:变桨与尾缘襟翼的协同控制可有效实现挥舞方向上的降载;尾缘襟翼长度越大,尾缘偏转角越小,攻角越远离临界值,降载性能越佳;偏转角增大会导致临界攻角位置前移;为实现快速降载,在正偏转角、大攻角下优先选择尾缘控制,其他情况下均优先选择变桨控制;降载特性与翼型及翼缝流体分布密切相关,压差越小,降载性能越好。 展开更多
关键词 法向力系数 静压 尾缘襟翼长度 襟翼偏转角 攻角
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大偏转角度下层流翼型后缘变弯度气动特性分析与优化
5
作者 王巍 黄茹 +2 位作者 周艾 冯贺 王浩 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期151-159,共9页
为了研究大偏转角度下后缘变弯度机翼气动变化规律,以层流翼型NACA63a612为研究对象,采用N-S方程与S-A湍流模型进行了气动计算,探究了来流马赫数、迎角对后缘大范围偏转角度翼型气动特性的影响。利用多岛遗传算法实现翼型优化,以最优升... 为了研究大偏转角度下后缘变弯度机翼气动变化规律,以层流翼型NACA63a612为研究对象,采用N-S方程与S-A湍流模型进行了气动计算,探究了来流马赫数、迎角对后缘大范围偏转角度翼型气动特性的影响。利用多岛遗传算法实现翼型优化,以最优升力系数和升阻比为优化目标,建立后缘变弯度翼型优化模型。研究结果表明:后缘偏转角度增大会减小临界马赫数和临界迎角,当马赫数为0.6,偏转角度为10°时,上翼面开始出现局部激波,随着速度增大,激波后移;后缘较大偏转角度会增大升力系数,但阻力系数也会增大,导致升阻比减小,后缘小角度偏转会带来更优的气动收益;在0.6 Ma巡航条件下,后缘偏转角度为2.9°时气动性能最优,升力系数提高了48.6%、升阻比提高了9.8%。该研究结果为变弯度机翼气动特性研究与优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 后缘变弯度 大偏转角度 层流翼型 多岛遗传算法 升阻比
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翼伞后缘偏转过程的流固耦合动力学特性 被引量：1
6
作者 高兴龙 陈钦 +1 位作者 张青斌 李志辉 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期68-75,I0002,共9页
深入研究翼伞后缘偏转过程的气动与结构耦合动力学问题是解决大型翼伞精确空投系统机动转弯和雀降等操纵动作设计分析的重点内容。首先基于ALE算法和罚函数耦合方法对翼伞后缘偏转过程进行流固耦合动力学建模,之后基于结构化的ALE求解... 深入研究翼伞后缘偏转过程的气动与结构耦合动力学问题是解决大型翼伞精确空投系统机动转弯和雀降等操纵动作设计分析的重点内容。首先基于ALE算法和罚函数耦合方法对翼伞后缘偏转过程进行流固耦合动力学建模,之后基于结构化的ALE求解方法和瞬态非线性求解器对翼伞三维模型的单个气室后缘偏转进行仿真验证,预测了后缘偏转运动引起的周围流场流动分离现象。分别针对翼伞后缘单侧下偏和双侧下偏过程的流固耦合行为进行仿真分析,获得全时域内翼伞结构场和周围流场特性动态演化结果,以及翼伞气动性能参数时间历程曲线,发现了后缘下偏过程的操纵延迟现象。最后通过风洞试验对仿真结果进行验证,证明了方法的有效性,为大型冲压翼伞的设计和应用提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 翼伞 流固耦合 后缘偏转 ALE方法 流动分离
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柔性变形翼型气动特性分析 被引量：1
7
作者 孙新宇 段富海 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期1-9,共9页
为了更好地改善飞机的气动性能,以柔性变形机翼为研究对象,在仿真软件上采用不可压缩流体的雷诺平均方程与k-ω SST湍流模型进行了气动特性研究。通过对柔性偏转机翼与传统偏转机翼以及柔性偏转机翼自身之间的比较,对比并分析了9种不同... 为了更好地改善飞机的气动性能,以柔性变形机翼为研究对象,在仿真软件上采用不可压缩流体的雷诺平均方程与k-ω SST湍流模型进行了气动特性研究。通过对柔性偏转机翼与传统偏转机翼以及柔性偏转机翼自身之间的比较,对比并分析了9种不同变形情况的机翼气动特性。结果表明:对比传统偏转机翼,柔性变弯度机翼的升阻力系数以及升阻比在迎角-10°~7°处有所不同;并通过对多种柔性变形机翼的参数进行分析,得出转轴位置、变形范围、偏转角度3个参数对气动特性的影响规律:即为了得到更优的升阻特性,随着迎角不断增加,应选择处在弦长百分比较小的转轴位置、较小的偏转角度以及更大的变形范围。 展开更多
关键词 后缘偏转 变弯度机翼 柔性变形机翼 气动特性
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可变弯度机翼后缘形态重构光纤监测技术 被引量：6
8
作者 于惠勇 李华峰 +3 位作者 曾捷 徐志伟 黄继伟 赵启迪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期215-222,共8页
可变弯度机翼是一种变翼型变体飞行器,在飞行过程中可根据不同的飞行环境自适应调整机翼弯度来提高飞行效率,从而适应复杂多样的任务环境。针对可变弯度机翼后缘形态与偏转角度实时监测需求,研究了一种基于光纤布拉格光栅传感器的机翼... 可变弯度机翼是一种变翼型变体飞行器,在飞行过程中可根据不同的飞行环境自适应调整机翼弯度来提高飞行效率,从而适应复杂多样的任务环境。针对可变弯度机翼后缘形态与偏转角度实时监测需求,研究了一种基于光纤布拉格光栅传感器的机翼后缘形态重构方法。采用数值仿真方法分析可变弯度机翼后缘的形态变化特征,得到可变弯度机翼后缘偏转位移与偏转角度之间关系。给出光纤布拉格光栅传感器布局形式,构建了基于应变和曲率信息递推位移重构原理的机翼后缘形态和偏转角度监测系统。基于光纤布拉格光栅传感器的机翼后缘形态重构相对误差约为6.39%,偏转角度辨识相对误差约为7.47%。研究结果表明,所提方法能够为可变弯度机翼后缘形态感知、姿态自适应调整以及气动外形优化提供技术支撑。 展开更多
关键词 可变弯度机翼后缘 光纤布拉格光栅传感器 曲率递推方法 形态重构 偏转角度
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叶片尾缘偏转对升力型垂直轴水轮机性能的影响 被引量：1
9
作者 李凯迪 周东海 孙晓晶 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期83-91,101,共10页
提出通过叶片尾缘自主偏转,提高传统升力型垂直轴水轮机水能利用效率的新思路。采用计算流体力学(CFD)方法,结合动网格和重叠网格技术对垂直轴水轮机的水动力性能进行二维非稳态数值模拟计算提出了尾缘始终向压力面偏转(OSO)和尾缘以恒... 提出通过叶片尾缘自主偏转,提高传统升力型垂直轴水轮机水能利用效率的新思路。采用计算流体力学(CFD)方法,结合动网格和重叠网格技术对垂直轴水轮机的水动力性能进行二维非稳态数值模拟计算提出了尾缘始终向压力面偏转(OSO)和尾缘以恒定的角速度进行连续偏转(CD)的2种尾缘偏转控制策略,探究了尾缘偏转长度和偏转角度对垂直轴水轮机获能特性的影响规律。结果表明:在低叶尖速比下,采用OSO型偏转形式对水轮机性能的提升效果更好,当叶尖速比为1.00时,在尾缘偏转角度幅值为15°与偏转长度为0.1倍弦长的尾缘偏转参数组合下,水轮机的平均获能效率可提高约17.1%;在中高叶尖速比下,采用CD型偏转形式可有效提升垂直轴水轮机的平均获能效率,当叶尖速比为3.00时,与原始水轮机相比,水轮机的平均获能效率最大可提升约15.39%;在实际运用中,可以将2种控制策略结合起来灵活实施,使得水轮机在全工况范围内保持高效的获能特性,使之具备工程化应用价值和潜力。 展开更多
关键词 垂直轴水轮机 叶片尾缘偏转 获能效率 数值模拟
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