组合临界流文丘里喷嘴空气流量测量方法高空舱应用分析 被引量：6

1

作者 苏金友 田金虎 +3 位作者 唐智礼 袁世辉 李腾 李春辉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2149-2157,共9页

为满足发动机高空试验低流速进气条件下空气流量精确测量,减小进气导管气流附面层影响,弱化空气流量测量与被试发动机相关性。分析了单件/组合临界流文丘里喷嘴的工作特性,给出了组合临界流文丘里喷嘴(ACFVN)空气流量计算方法,依据给定... 为满足发动机高空试验低流速进气条件下空气流量精确测量,减小进气导管气流附面层影响,弱化空气流量测量与被试发动机相关性。分析了单件/组合临界流文丘里喷嘴的工作特性,给出了组合临界流文丘里喷嘴(ACFVN)空气流量计算方法,依据给定试验发动机和高空舱尺寸设计了临界流文丘里喷嘴组合结构,得到了组合临界流文丘里喷嘴在高空舱应用的控制方法和测试布局。采用小尺寸喷嘴对组合喷嘴设计和应用方法进行了验证,结果表明:采用打开/关闭喷嘴数量和调节进气压力两种组合方式在高空舱内应用方法可行,测试布局满足测量要求,下游发动机进口截面气流紊流度优于0.3%,满足发动机高空模拟试验要求。 展开更多

关键词 组合临界流文丘里喷嘴(ACFVN) 空气流量 装置设计 高空舱 民用动力

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舰船纵摇突变对舰面流场的影响 被引量：5

2

作者 李通 王逸斌 赵宁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期80-89,I0002,共11页

舰船在海上航行时会受到海浪的影响而产生横摇、纵摇等不同方向上的运动,同时海浪的随机性也会造成舰船摇摆参数发生变化,扰乱舰面流场,增加舰载直升机在甲板上方作业的危险性。为了保障舰载直升机在舰船上的起降和其他甲板作业的安全性... 舰船在海上航行时会受到海浪的影响而产生横摇、纵摇等不同方向上的运动,同时海浪的随机性也会造成舰船摇摆参数发生变化,扰乱舰面流场,增加舰载直升机在甲板上方作业的危险性。为了保障舰载直升机在舰船上的起降和其他甲板作业的安全性,现基于两栖攻击舰的简化模型,通过计算流体力学方法,在纵摇状态下对舰面流场进行数值模拟,将不规则的纵摇运动简化为具有周期性的简谐运动,采用动网格方法来实现舰船的摇摆。首先定性分析了甲板上方涡结构的发展以及舰船纵摇周期和振幅的突变对流场结构带来的影响,其次通过垂向速度的变化对动态舰面流场做了进一步的定量分析。结果表明:当舰船突然开始纵摇或纵摇周期减半后,上层建筑和舰尾附近的位置要滞后于舰首一段时间才能建立起周期性流动,同时纵摇的加速导致了流场的恶化。当纵摇振幅减半后,相当于舰船的"静息期",流场变化平缓,垂向速度变化范围明显减小,有利于舰载直升机的降落。对于不同的纵摇状态,甲板上方各观测点垂向速度的波动都随高度的降低而增强,特别是舰首靠近甲板区域的波动最强。舰载机飞行员在进行甲板作业时应针对纵摇突变带来的影响,及时采取相应措施以保障作业安全。 展开更多

关键词 计算流体力学 数值模拟 舰面流场 非定常 动网格 纵摇

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简化护卫舰的尾流场优化研究 被引量：1

3

作者 李通 王逸斌 +1 位作者 赵宁 邓思强 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期10-22,共13页

小型舰船在航行中,机库后方产生的不稳定回流区会影响舰载机在甲板上的作业。为了改善舰面流场,保障舰载机在甲板上的安全起降,基于改进的简化护卫舰外形(MSFS),首先结合计算流体力学和人工神经网络方法,预测不同的机库长度L和宽度W对... 小型舰船在航行中,机库后方产生的不稳定回流区会影响舰载机在甲板上的作业。为了改善舰面流场,保障舰载机在甲板上的安全起降,基于改进的简化护卫舰外形(MSFS),首先结合计算流体力学和人工神经网络方法,预测不同的机库长度L和宽度W对应的回流区大小,建立两种神经网络下的回流区响应面,然后在该响应面上使用粒子群算法得到优化的舰船结构。结果表明:回流区长度随着L和W的变化呈现出明显的非线性变化;与数值模拟结果相比,误差逆传播神经网络得到的回流区长度最大相对误差约为0.9%,径向基函数神经网络得到的最大相对误差约为2.2%;两种神经网络下得到的预测回流区响应面在整体上较为相似,且在两个预测响应面上优化得到的最小回流区长度都为1.93H,和数值模拟结果之间的相对误差约为0.5%。 展开更多

关键词 计算流体力学 数值模拟 人工神经网络 优化 舰船尾流场 回流区

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基于改进信息熵法的反集群目标作战效能评估研究 被引量：5

4

作者 卜晓东 周志超 +1 位作者 徐振森 张军 《空天防御》 2021年第1期14-18,共5页

随着信息化技术的不断创新,无人机集群体系在未来战场将占据主导地位,分析研究相关的防御策略及拦截手段对我国无人技术创新和体系建设尤为重要。结合反集群作战任务需求,基于观察、判断、决策和行动(OODA)循环理论,建立对抗作战网络模... 随着信息化技术的不断创新,无人机集群体系在未来战场将占据主导地位,分析研究相关的防御策略及拦截手段对我国无人技术创新和体系建设尤为重要。结合反集群作战任务需求,基于观察、判断、决策和行动(OODA)循环理论,建立对抗作战网络模型,并构建了反无人机集群作战能力指标体系。采用改进信息熵方法,提出一种高效准确的作战效能评估方法,并通过具体实例对某反集群作战对抗过程进行效能评估,验证了此方法的可行性。 展开更多

关键词 反集群作战 OODA循环理论 信息熵 作战效能评估

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高超声速流场等离子体逆向喷流减阻特性 被引量：3

5

作者 张旭东 李铮 +4 位作者 董昊 高思源 纪祖赑 黎凯昕 白光辉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期118-126,共9页

等离子体合成射流(PSJ)是指半封闭腔体内通过电弧放电产生的高温高速零质量射流,具有射流速度高、穿透能力强、响应速度快等优势,在高超声速飞行器流动控制方面具有极大的应用潜力。为研究等离子体合成射流对高超声速飞行器的流动控制... 等离子体合成射流(PSJ)是指半封闭腔体内通过电弧放电产生的高温高速零质量射流,具有射流速度高、穿透能力强、响应速度快等优势,在高超声速飞行器流动控制方面具有极大的应用潜力。为研究等离子体合成射流对高超声速飞行器的流动控制和减阻效果,对马赫数6流场中的球头模型进行了数值模拟,研究表明:等离子体合成射流能显著改变脱体激波距离以及球头阻力特性,在放电后一个周期内,平均阻力下降可达37.67%,最大减阻效果可达76.03%,验证了等离子体合成射流对激波控制和流动减阻的效果,并分析了流场长短穿透模态的转换机制。 展开更多

关键词 高超声速 等离子体合成射流(PSJ) 逆向喷流 流动控制 减阻 模态

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舰载直升机-舰船耦合流场数值计算研究综述

6

作者 王逸斌 马晨阳 +2 位作者 李通 赵宁 朱春玲 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期45-66,44,I0001,共24页

舰载直升机舰面起降是海上舰载直升机最危险的作业之一,而舰船表面的复杂气流干扰是造成该问题的主要因素之一。本文从孤立舰船舰面流场主要特征分析出发,分别总结了航空母舰与非航空母舰类舰船的主要流动特征,以及舰载直升机-舰船耦合... 舰载直升机舰面起降是海上舰载直升机最危险的作业之一,而舰船表面的复杂气流干扰是造成该问题的主要因素之一。本文从孤立舰船舰面流场主要特征分析出发,分别总结了航空母舰与非航空母舰类舰船的主要流动特征,以及舰载直升机-舰船耦合流场的主要流动特征。在此基础上,根据舰船表面流场计算采用的数值方法分类,从无黏流场到黏性流场计算、从定常数值计算到非定常数值计算,系统介绍了国内外的发展情况与主要研究工作。对舰载直升机-舰船耦合流场数值研究,根据采用的模型与耦合方法分类,从动量盘简化耦合模型到完整直升机模型、从单向耦合到双向耦合,介绍了国外的发展历程及主要相关工作。期望舰面流场以及机-舰耦合流场数值计算主要方法的探讨,能为后期机-舰耦合流场研究及机-舰适配性研究提供参考。 展开更多

关键词 舰载直升机 载机舰 机-舰耦合流场 数值计算 尾流

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斜风来流下纵摇运动对机-舰耦合流场的影响

7

作者 李通 刘戈 +2 位作者 宗昆 赵宁 王逸斌 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期77-88,I0002,共13页

机-舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境。为了探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机-舰耦合流场的影响,基于简化护卫舰SFS2和旋翼的耦合模型,对两种斜风状态下、纵摇运动... 机-舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境。为了探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机-舰耦合流场的影响,基于简化护卫舰SFS2和旋翼的耦合模型,对两种斜风状态下、纵摇运动中的机-舰耦合流场进行了数值模拟,分析了纵摇运动对机-舰耦合流场结构和旋翼拉力的影响,对比了两种斜风状态下的流场差异。研究结果表明:随着舰船的纵摇运动,机库后方形成的不稳定混合涡结构和垂向气流会对旋翼气动力造成明显的影响,旋翼拉力出现了近似周期性的变化,与纵摇运动的周期一致,但各观测点处的速度分量均未出现周期性的变化;旋翼拉力在甲板上浮至水平位置附近时最大,在甲板下沉至水平位置附近时最小,对于左舷和右舷来流,拉力分别降低了约13%和6%,因此飞行员要认识到纵摇运动带来的拉力损失,确保直升机具有足够的操纵量,以便能及时调整总距来保证直升机在该状况下的起降安全性。 展开更多

关键词 舰面流场 机-舰耦合流场 非定常 纵摇 计算流体力学

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基于SPH的无网格点快速生成算法及翼型绕流研究

8

作者 武伟 蔡晓伟 +3 位作者 张军 吴云飞 沈屹 张召明 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2023年第3期27-32,共6页

提出了一套基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的高效无网格点生成算法。首先,采用Catmull-Rom三次样条对边界曲线进行参数化建模,由笛卡尔点生成背景节点系统并通过改进加速射线法判断背景节点位置。然后,对复杂二维固体边界和二维圆柱... 提出了一套基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的高效无网格点生成算法。首先,采用Catmull-Rom三次样条对边界曲线进行参数化建模,由笛卡尔点生成背景节点系统并通过改进加速射线法判断背景节点位置。然后,对复杂二维固体边界和二维圆柱入水两个算例分别进行布点测试,结果表明所提算法能够大幅度减少射线法的判断次数,极大提升了离散布点的计算效率。最后,针对Re=103时的NACA0012翼型绕流问题,通过所提布点算法对其离散布点后,进一步采用SPH方法进行了数值模拟和气动特性分析。仿真结果表明,计算结果与文献结果吻合较好,进一步验证了布点算法的合理性和有效性。 展开更多

关键词 SPH 无网格节点生成 射线法

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三种机器学习非定常气动力建模方法对比分析

9

作者 李康丽 史志伟 +2 位作者 付军泉 童晟翔 张伟麟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2023年第3期33-39,共7页

针对大迎角下非定常气动力建模问题,以F-16战斗机为研究对象对随机森林方法、深度神经网络方法和物理神经网络方法三种模型的大迎角下非定常气动力建模效果开展研究。首先,介绍了纯数据驱动的随机森林方法和深度神经网络方法两种机器学... 针对大迎角下非定常气动力建模问题,以F-16战斗机为研究对象对随机森林方法、深度神经网络方法和物理神经网络方法三种模型的大迎角下非定常气动力建模效果开展研究。首先,介绍了纯数据驱动的随机森林方法和深度神经网络方法两种机器学习方法;然后,在深度神经网络方法的基础上,提出了一种将状态空间模型与神经网络相结合的物理神经网络方法;最后,对三种方法的内/外插性能进行对比。仿真结果表明,三种建模方法均具有很高的内插精度,而物理神经网络建模方法由于在训练过程中增加了物理信息约束,外插性能优于其他两种方法。 展开更多

关键词 非定常气动力模型 随机森林 深度神经网络 物理神经网络 内/外插性能

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嵌入式大气数据系统人工智能算法及故障诊断 被引量：3

10

作者 张黎黎 王逸斌 +1 位作者 赵宁 刘学强 《测控技术》 2022年第9期23-30,共8页

嵌入式大气数据传感(FADS)系统由于其诸多优势成为现在战斗机设计中的关键技术之一。开发了基于BP(反向传播)人工神经网络的FADS算法和基于随机森林算法的故障识别与处理算法。该嵌入式大气数据系统算法以迎角和马赫数为分段依据,分别... 嵌入式大气数据传感(FADS)系统由于其诸多优势成为现在战斗机设计中的关键技术之一。开发了基于BP(反向传播)人工神经网络的FADS算法和基于随机森林算法的故障识别与处理算法。该嵌入式大气数据系统算法以迎角和马赫数为分段依据,分别计算大气数据。故障识别则采用随机森林算法自动识别出故障测压点,在将故障测压点剔除后,采用不含故障点压强的组合预测各大气数据。采用飞行数据测试开发FADS系统算法,结果表明:该算法计算大气参数较为准确,迎角误差小于0.2°,侧滑角误差小于0.3°,马赫数误差小于0.0105,静压误差小于300 Pa。采用单个测压点故障的压强组合测试了故障识别与容错算法的性能,测试结果显示该算法能够准确识别出故障测压点压强,采用的飞行曲线测试中准确度达到100%,且各大气数据计算精度可达上述无故障压强时的精度,有效降低了故障压强对FADS系统算法计算精度的影响。 展开更多

关键词 FADS算法 Kriging建模 BP神经网络 故障诊断与容错

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深度强化学习在翼型分离流动控制中的应用 被引量：3

11

作者 姚张奕 史志伟 董益章 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期55-64,共10页

搭建了基于深度强化学习(DRL)的射流闭环控制系统,在NACA0012翼型上开展了大迎角分离流动控制实验研究。NACA0012翼型弦长200 mm,实验风速10 m/s,雷诺数1.36×10^(5)。射流激励器布置在翼型上表面,通过电磁阀进行无级控制。将翼型... 搭建了基于深度强化学习(DRL)的射流闭环控制系统,在NACA0012翼型上开展了大迎角分离流动控制实验研究。NACA0012翼型弦长200 mm,实验风速10 m/s,雷诺数1.36×10^(5)。射流激励器布置在翼型上表面,通过电磁阀进行无级控制。将翼型表面的压力系数和智能体自身的动作输出作为智能体的观测量,以翼型后缘压力系数为奖励函数,对智能体进行训练。结果表明:经过训练的智能体成功地抑制了大迎角下的流动分离,比定常吹气的费效比降低了50%;智能体可以将翼型后缘压力系数稳定地控制在目标值附近;状态输入和奖励函数的改变会对最终的训练效果产生不同影响。 展开更多

关键词 人工智能 深度强化学习 射流控制 流动控制 流动分离

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基于速度分裂法的翼型阵风响应及减缓数值模拟

12

作者 高坤 郭同庆 +2 位作者 纪哲翰 周迪 陆志良 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期84-95,I0002,共13页

国内现阶段飞行器阵风响应CFD模拟通常采用网格速度法(FVM),而近年提出的更为准确的速度分裂法(SVM)目前主要针对刚性飞行器阵风响应分析。本文将SVM拓展至弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应计算和减缓研究。基于动态网格系统非定常Na... 国内现阶段飞行器阵风响应CFD模拟通常采用网格速度法(FVM),而近年提出的更为准确的速度分裂法(SVM)目前主要针对刚性飞行器阵风响应分析。本文将SVM拓展至弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应计算和减缓研究。基于动态网格系统非定常Navier-Stokes方程,将阵风条件下的速度场分解为阵风速度与背景速度的叠加,理论推导出SVM阵风模拟控制方程,结果表明,FVM是SVM忽略源项后的一种近似方法。进一步建立起弹性翼型阵风响应预测的CFD/CSD时域耦合算法和基于俯仰控制的阵风响应减缓数值模拟方法。算例分析了NACA0012刚性及弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应,计算结果与文献数据一致,在此基础上分析了阵风尺度、黏性和结构弹性对阵风响应的影响。开展了NACA64A010弹性翼型One-Minus-Cosine阵风减缓模拟,结果表明:单一的沉浮速度控制输入量更有利于减缓阵风载荷峰值,而沉浮速度、俯仰角相结合的控制输入量则能同时减缓翼型的沉浮和俯仰运动。本文工作可为三维飞行器阵风响应和减缓研究提供参考。 展开更多

关键词 阵风响应 网格速度法 速度分裂法 气动弹性 载荷减缓

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离散速度方法及其在跨流域问题中的应用研究进展 被引量：1

13

作者 杨鲤铭 李志辉 舒昌 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期537-551,共15页

往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依... 往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依赖于连续性假设的Boltzmann模型方程为基础,通过在位置空间和速度空间同时离散求解该方程,实现了跨流域问题的统一求解。本文对该类算法的研究进展进行回顾和分析,着重介绍气体动理论统一算法(Gas kinetic unified algorithm,GKUA)、统一气体动理学格式(Unified gas kinetic scheme,UGKS)和改进离散速度方法(Improved discrete velocity method,IDVM)3种数值途径,分析它们的基本假设和实现方式,关注它们目前取得的进展和应用情况。同时,本文还将IDVM进一步扩展到非定常情形,以便用于非定常跨流域问题求解。最后,本文对该类算法存在的一些问题进行讨论,期望在后续的研究中能予以解决。 展开更多

关键词 计算流体力学 BOLTZMANN方程 离散速度方法 跨流域问题 非定常流动

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“Ⅳ型”激波干扰中流-热-固耦合问题一体化计算分析 被引量：1

14

作者 李佳伟 王江峰 +2 位作者 杨天鹏 李龙飞 王丁 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期59-71,共13页

针对高超声速进气道前缘"Ⅳ型"激波干扰产生的气动加热与结构传热多物理场耦合计算问题,发展了一种基于有限体积法的流-热-固一体化计算方法。该方法采用一体化控制方程组统一离散求解外部高速流场与内部结构温度场,规避了传... 针对高超声速进气道前缘"Ⅳ型"激波干扰产生的气动加热与结构传热多物理场耦合计算问题,发展了一种基于有限体积法的流-热-固一体化计算方法。该方法采用一体化控制方程组统一离散求解外部高速流场与内部结构温度场,规避了传统分区耦合算法在时间域内交替迭代的繁琐数据交换策略。另外,提出一种新的双温阻模型计算流-固交界面的物性参数以保证计算准确性,采用LU-SGS隐式时间迭代和自适应时间步长以提高计算效率。采用经典高超声速二维圆管流-热-固耦合算例对该一体化方法进行验证,计算结果与试验值和参考文献数据吻合较好,证明了该方法的可靠性和正确性。利用一体化方法对高超声速前缘"Ⅳ型"激波干扰流-热-固耦合问题进行定常/非定常计算与分析,给出了温度与热流的时变特性,计算结果表明,激波干扰作用产生的超声速"喷流"不断冲击壁面,使得壁面最大压力系数增大约9倍,壁面最大热流增大约4.7倍,给高速飞行器的热防护设计与选材带来严峻挑战。同时,也表明了一体化计算方法可以较好地用于长航时飞行条件下与复杂飞行环境下的高超声速热防护系统的热环境特性分析与综合性能评估。 展开更多

关键词 “Ⅳ型”激波干扰 流-热-固耦合 一体化计算方法 高超声速 有限体积法

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直升机与舰船耦合流场的旋涡与分离特性 被引量：1

15

作者 苏萁 王逸斌 赵宁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期971-979,I0003,共10页

直升机的舰面起降安全性问题一直受到广泛关注,舰船尾流和旋翼涡流的相互干扰耦合,对舰载直升机的操纵产生了极大威胁。为了克服稳态计算和动量源法的局限性,采用重叠网格法模拟旋翼的转动,对直升机舰面悬停和下降过程中的非定常耦合流... 直升机的舰面起降安全性问题一直受到广泛关注,舰船尾流和旋翼涡流的相互干扰耦合,对舰载直升机的操纵产生了极大威胁。为了克服稳态计算和动量源法的局限性,采用重叠网格法模拟旋翼的转动,对直升机舰面悬停和下降过程中的非定常耦合流场进行了数值计算。结果表明,重叠网格法能够更准确地捕捉旋翼涡流场的细节。直升机舰面悬停过程中,旋翼拉力系数逐渐收敛并表现为稳定的周期性波动,桨尖涡呈螺旋状脱落,与机库后方回流区及舷涡发生干扰,流场的非定常效应明显;直升机着舰过程中,回流区的再附点先向舰尾方向移动然后逐渐向舰首方向移动,桨尖涡与舰面旋涡的挤压碰撞加剧,使得旋翼拉力系数产生显著振荡,耦合流场的湍流度急剧增加且振荡幅度越来越大,加大了着舰的风险性。 展开更多

关键词 机舰耦合流场 旋涡 分离 数值模拟 重叠网格法

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基于机器学习算法的舰面流场预警系统研究

16

作者 苏萁 王逸斌 赵宁 《测控技术》 2020年第2期109-114,共6页

飞行甲板是直升机海上作战的重要平台,为了提高直升机的作战效能及舰面操作的安全性,研究开发了一套舰面流场预警系统。该系统主要通过分析数值计算所得的流场数据,以舰面关键位置的压强作为输入,利用神经网络算法和支持向量机训练出一... 飞行甲板是直升机海上作战的重要平台,为了提高直升机的作战效能及舰面操作的安全性,研究开发了一套舰面流场预警系统。该系统主要通过分析数值计算所得的流场数据,以舰面关键位置的压强作为输入,利用神经网络算法和支持向量机训练出一套模型,准确地预测出舰面流场的主要特征(包括来流速度大小、方向和起降点涡结构等),从而实现舰船表面危险气流场的实时预报。预测结果表明,该预警系统的预测准确性较高,能够快速地预测来流情况及旋涡的大小、位置,为飞行员的舰面安全起降提供了参考,对加强国防建设有着重要意义。 展开更多

关键词 神经网络 支持向量机 数值模拟 舰面流场 预警系统

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基于隐式扩散的直接力格式浸没边界格子Boltzmann方法 被引量：4

17

作者 佟莹 夏健 +1 位作者 陈龙 薛浩天 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期94-105,共12页

采用浸没边界格子Boltzmann (immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)模型执行动边界绕流数值模拟时,信息交互界面和边界力计算格式直接影响流动求解器的数值精度和计算效率.基于隐式扩散界面,一种改进的直接力格式IB-LB模型被提... 采用浸没边界格子Boltzmann (immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)模型执行动边界绕流数值模拟时,信息交互界面和边界力计算格式直接影响流动求解器的数值精度和计算效率.基于隐式扩散界面,一种改进的直接力格式IB-LB模型被提出.边界力表达式基于欧拉/拉格朗日变量同一性准则推导,转换矩阵描述的信息交互界面耦合了拉格朗日节点间的非同步运动.采用Richardson迭代数值求解关联边界力与无滑移速度约束的线性方程组,不仅克服了传统速度修正格式中矩阵求逆引起的计算效率问题,而且摆脱了算法稳定性对拉格朗日点分布的依赖.根据解析解已知的Taylor-Green涡流评估本文模型的数值模拟精度,结果表明改进的IB模型能够完整保留背景LB模型的二阶数值精度.静止圆柱和振荡圆柱绕流数值实验结果表明,当前模型在涉及复杂外形和运动界面的流动模拟中能够提供可靠的数值预测,满足力同一性的IB-LB模型能够有效抑制非定常流体力的伪物理震荡.波动翼型绕流模拟验证了当前模型的实用性,可在大变形柔性体流固耦合动力学问题中进一步推广. 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 浸没边界方法 隐式扩散界面 直接力格式 可变形运动边界

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基于微型涡喷发动机热喷流的无源流体推力矢量喷管的控制规律 被引量：5

18

作者 龚东升 顾蕴松 +1 位作者 周宇航 史楠星 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期101-112,共12页

流体推力矢量喷管型面固定、活动部件少、结构重量轻,能够为高机动飞行器提供有效的飞行控制手段,但无源流体推力矢量喷管热喷流的偏转控制规律尚未完全掌握。为了推进无源流体推力矢量技术的实用化,本文设计研制了适用于微型涡喷发动... 流体推力矢量喷管型面固定、活动部件少、结构重量轻,能够为高机动飞行器提供有效的飞行控制手段,但无源流体推力矢量喷管热喷流的偏转控制规律尚未完全掌握。为了推进无源流体推力矢量技术的实用化,本文设计研制了适用于微型涡喷发动机的耐高温喷管模型,对该喷管在微型涡喷发动机热喷流状态下的控制规律进行研究。利用非接触光学显示和测量手段——红外热成像拍摄和粒子图像测速(PIV)技术对主射流流动特性进行研究,获得流动矢量角随二次流控制阀门闭合度变化的控制规律;利用六分量盒式天平测力实验研究无源流体推力矢量喷管的力学特性,获得推力矢量角随二次流控制阀门闭合度变化的控制规律。研究结果表明:该构型喷管在微型涡喷发动机热喷流下主射流连续可控偏转,最大流动矢量角为-12.3°/12.3°,最大推力矢量角为-12.9°/12.8°,控制规律接近线性,不存在主射流偏转突跳问题。 展开更多

关键词 无源流体推力矢量控制 Coanda效应 热喷流 射流偏转 流动矢量角 推力矢量角 控制规律

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基于L1自适应推力矢量型V/STOL飞行器增稳控制

19

作者 胡润昌 王子安 +3 位作者 陈永亮 周大鹏 杨大鹏 龚正 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期122-139,共18页

针对推力矢量型V/STOL飞行器起降过渡阶段动力系统转换过程存在的控制量耦合与冗余问题,设计了相应的内环增稳控制器和控制分配策略。首先,利用喷射气流效应经验公式建立了带升力损失项的动力系统与飞行动力学模型。然后,采用非线性动... 针对推力矢量型V/STOL飞行器起降过渡阶段动力系统转换过程存在的控制量耦合与冗余问题,设计了相应的内环增稳控制器和控制分配策略。首先,利用喷射气流效应经验公式建立了带升力损失项的动力系统与飞行动力学模型。然后,采用非线性动态逆方法设计了外环控制律,采用L1自适应控制方法设计了内环控制律,以补偿系统建模误差及参数不确定性的影响。最后,根据控制冗余度,基于效能分配准则设计了控制分配策略,实现了控制解耦,并进行了仿真验证。蒙特卡洛打靶仿真结果表明,即使存在较大参数摄动,控制器仍然可以很好地跟踪参考输入,这说明设计的控制器控制性能与鲁棒性良好。 展开更多

关键词 推力矢量 增稳控制 L1自适应控制 控制分配 蒙特卡洛打靶

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双合成射流前体非对称涡控制技术及模型自由飞实验验证

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作者 李琳恺 黄紫 +3 位作者 顾蕴松 彭振钧 张宗源 雷雨 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期96-104,共9页

为推进前体非对称涡流动控制方法在飞行器大迎角飞行控制方面的应用,提出并发展了一种基于双合成射流的前体非对称涡控制技术。研发了一套机载型双合成射流控制装置及模型自由飞验证机,通过风洞半自由飞及模型自由飞实验,验证了利用前... 为推进前体非对称涡流动控制方法在飞行器大迎角飞行控制方面的应用,提出并发展了一种基于双合成射流的前体非对称涡控制技术。研发了一套机载型双合成射流控制装置及模型自由飞验证机,通过风洞半自由飞及模型自由飞实验,验证了利用前体非对称涡控制技术实现尾旋改出和大迎角姿态控制的可行性;同时,依靠飞行测控系统和机载压力测量系统,实现飞行器姿态及前体表面压力的同步测量,可对前体非对称涡控制效能进行有效评估。风洞半自由飞实验结果表明:在60°迎角下,双合成射流可有效控制前体非对称涡相对位置,产生偏航力矩,实现大迎角航向操纵。在模型自由飞实验中,该技术可在常规方向舵失效的迎角下实现尾旋改出,可控尾旋角速度达到173(°)/s;依靠该技术,验证机可在大迎角飞行时进行快速偏航操控,由控制输入到偏航角速度改变的时滞小于0.5 s。 展开更多

关键词 前体非对称涡控制 双合成射流 大迎角 模型自由飞 尾旋改出

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