基于格林函数法的板翅式冷板瞬态热分析(英文)

在航空电子电路设计和温度监控过程中,为保证电子元件安装部位的温度不超过允许值,需要对板翅热沉温度进行准确分析。而在发热元件为非均匀热源作用下的冷板表面温度显式解析解,可提供电子元件发热量与航空电子设备各点温升的直观了解。本文建立了板翅式冷板的三维瞬态传热模型,提出了板翅式冷板的热模拟解析求解方法,通过算例计算了板翅式冷板在非均匀热流密度下电子元件不同安装位置的瞬态温升。分析解结果与试验测量结果误差不超过3K。     

涡轮导向叶片变截面针肋通道内空气流动和传热过程数值模拟

应用紊流ｋ－ε模型、三维适体座标网格结合ＳＩＭＰＬＥＳＴ算法,对涡轮导向叶片尾部变截面针肋通道内空气流动和传热过程进行了数值模拟。该模拟同时考虑了流场、压力场、温度场和物性变化之间的相互耦合作用,可压缩和变物性的影响以及叶片壁内三维导热效果,采取对流—导热耦合传热问题的整体求解法进行数值计算。计算结果与实验符合良好,证明本文建立的数值模型是正确的,可为叶片的优化设计提供一定的依据。     

激光相变热处理工艺参数计算

根据热传导理论，用规一化三维导热公式计算出一组无量纲曲线并给出一个简单实用的导热计算方程。在均匀强度矩形光束（ＵＩＲＢ）辐照情况下，用该方程和相应曲线可方便地确定具有三维计算精度的相变热处理工艺参数．     

大容量高速永磁电机热流场仿真及参数敏感性分析

建立电机三维热流场模型,基于流固耦合法,计算大容量高速永磁电机温度场。通过样机温升试验,验证了仿真模型正确性。在此基础上选取导热系数这一影响温度场重要因素作为研究对象,通过控制其在合理范围变化,分析电机温度场对各部件导热系数的敏感性程度。结果为以后高速永磁电机温度场仿真中导热系数的确定提供了参考。     

冷环境中人体热调节的数学模拟与研究

针对冷环境对人体的影响特点, 建立了冷环境中准三维人体热调节系统数学模型, 采用数值方法对人体热调节系统数学模型进行求解, 计算了不同冷环境条件下人体温度分布及动态响应, 计算结果与实验结果相符。     

基于深度学习驱动的L型定向热疏导机理

碳/碳（C/C）复合材料具有热导率大、比强度高、耐烧蚀和耐冲刷等优异特性,被广泛应用于飞行器的热防护系统中,其有效导热系数对于实际应用而言是重要的热物理性质,尽管可以通过有效介质理论、对热扩散方程直接求解和玻尔兹曼输运方程等传统方法计算C/C复合材料有效导热系数,但这些数值方法通常十分耗时。本文引入深度学习方法,将格子玻尔兹曼（LBM）的三维格子模型作为三维卷积神经网络（3D-CNN）微观结构,不仅解决了三维微观结构模型难以捕获的问题,还便于实现数值计算模型和CNN模型的同步简化,利用3D-CNN快速精准地预测三维三相C/C复合结构的有效导热系数,基于此对内置L型高导热碳纤维丝的定向热疏C/C复合结构的有效导热系数进行快速预测和研究。研究表明,CNN模型在LBM传热计算上表现出强大的学习能力,但在测试样本结构孔隙率过分超出训练集时预测误差将大幅增加,且当孔隙率变化范围从30%~35%变化到55%~60%时,CNN模型"内插"预测的相对误差较模型"外推"降低了0.93%~30.72%。在C/C复合结构中内置L型高导热碳纤维丝可以将高温区域的热量沿纤维方向定向疏导至低温区域。     

基于物理神经网络的导热问题无网格计算方法

建立了物理神经网络（PINNs）求解导热问题的通用框架，描述了三维非稳态问题、初始条件和三类边界条件及曲面边界的处理方法。使用PINNs求解了一个一维导热问题。求解结果与理论解的最大相对误差为0.001 7%，平均相对误差为0.001 1%。使用一个简化叶片的导热问题作为案例，将PINNs与传统有限元方法进行对比，探究了PINNs不同的网络架构和超参数对结果的影响。对于简化叶片的导热问题，有限元方法求解时间为11.7 s,PINNs平均求解时间为8.96 s，求解结果的最大误差为1.03%，平均误差为0.139%。微调实心叶片的内冷源强度，在训练收敛的PINNs基础上重新采样计算，新的计算收敛时间为1.41 s，证明了PINNs方法具有设计条件微调时的快速计算能力。     

基于共轭换热的涡轮转子热环境预测方法研究

为了开发适用于发动机方案设计阶段的涡轮转子热环境预测方法,开发获得了一种快速而准确的稳态热环境预测算法。算法求解二维和三维导热方程来计算固体导热,用二维边界层算法计算叶身燃气边界条件,用一维流体网络法计算空气系统流量。使用该算法对某型涡扇发动机高压涡轮转子进行了温度场计算,并与试验结果进行了对比,温度误差约为30~40K。对燃气边界和冷气边界分别对比了共轭换热计算和非共轭换热计算模式下结果的差异,温度差值在120K左右,流量相对差值在10%左右。结论表明:对于空气系统边界,共轭模型显著影响计算精度;而对于主流边界,就本文研究的非冷却叶片而言,是否采用共轭模型对温度场预测影响很小。     

基于Myers模型的三维结冰数值仿真

三维结冰表面上的水膜流动和结冰增长是结冰计算模型应考虑的核心内容,其中广泛应用的是Myers模型。Myers模型考虑了空气剪切力和空气压力对结冰表面水膜流动的影响,以及冰层、水膜和空气之间的导热与对流传热对结冰速率的影响。本文在使用Myers模型进行结冰预测时,发现Myers模型对霜冰转化为明冰的判断标准存在缺陷,会在结冰极限处产生不合理的冰角。因此对Myers模型的结冰类型判断标准进行了修改,对机翼表面的结冰过程进行了更加准确的模拟,并应用了有效的离散算法计算水膜流动和结冰增长过程。对比了二维NACA0012翼型的单步法、多步法计算结果和实验结果。明冰结冰温度较低时,本文计算结果与实验结果吻合很好,明冰结冰温度较高时,本文对上冰角的计算与实验结果有一定差距。本文提供了三维GLC-305后掠翼的结冰计算结果和实验结果的对比,冰角厚度的计算结果略小于实验结果,但整体趋势一致。     

多层隔热结构传热模型分析与试验研究

分析了多层纤维隔热材料内导热与辐射换热的复合传热问题,采用能量方程和两热流密度法建立了多层隔热材料传热问题的数学模型,对五种规格隔热元件分别采用三种不同的建模规则进行热分析,计算了三种模型的等效热传导系数。采用稳态法测试试验,测量了五种规格隔热元件的等效导热系数,根据试验结果对三种模型的计算精度进行误差分析,从而确定了接触热阻模型的正确性。     

遗传算法在等效系统拟配中的应用

针对遗传算法在全局搜索性能与收敛速度之问的矛盾采取了一些改进措施．并将其应用于飞机飞行品质评定的等效系统拟配计算中，解决了传统拟配方法参数初值不易选取的问题。仿真结果表明了遗传算法在等效系统拟配计算中的可行性和有效性。     

Simplification approaches for multi-level load spectra by using equivalent damage rule

Reasonable and effective fatigue load spectrum is key of aircraft structural fatigue test. Two kinds of load spectra simplification approaches based on statistical consistent fatigue damage model are proposed in the paper. One method is to simplify the original multi-level load spectra to spectral load with fewer level and was verified by the experimental data of five levels and seven levels load spectra. The equivalent damage here is not equivalent fatigue life, but equivalent number of spectral blocks. Moreover, it was proved that a section of low stress load cannot be converted into the highest stress load considering equivalent damage. The other is to convert the life distribution under multi-level load spectra into that of constant amplitude spectrum according to a certain principle, that is, equivalent damage is achieved through equivalent fatigue life, and two groups of three levels spectral data were used for experimental verification. The results show that equivalent damage simplification approach of multi-level load spectra is feasible, and it achieve that the damage of one loading block before and after the simplification is equal in probability statistics. The life distribution of load simplified as constant amplitude spectrum is consistent with test data. The simplification method presented in this paper can be generalized and is a predictive engineering method which does not depend on experimental data.     

飞机风挡雨刷系统地面试验方法研究

提出了一种进行飞机风挡雨刷系统地面试验的试验方法。提出等效降雨强度的概念,并按照雨量相等的原则,把飞机在飞行过程中主风挡玻璃遭遇的降雨强度转换成风挡雨刷系统地面试验所需的等效降雨强度,为风挡雨刷系统的地面试验提供一个较为真实的降雨环境,解决了进行风挡雨刷系统地面试验的关键问题。通过工程实践,证明本方法是可行且有效的。     

某型航空发动机无螺栓挡板离心应力的计算分析

无螺栓挡板结构是现代航空发动机上的一种先进结构,本文对某型发动机的无螺栓挡板结构进行了建模和计算分析,通过分析得出无螺栓后挡板上的最大等效应力的大小及位置,并且根据计算机构得到在离心力作用下高压涡轮后挡板上不同区域内最大等效应力与转速的变化关系曲线,对发动机设计点、最大热负荷两种工作状态下的等效应力的大小进行了分析,通过计算分析可以为无螺栓挡板结构的设计技术研究提供必要的参考。     

柱塞式燃油泵的等效试验研究

一、等效试车的基本设想 柱塞式燃油泵构造复杂、精密、功能繁多,但归根到底它是一个机械装置。机械构件本身的失效一般都是由于磨损、疲劳引起的,因此等效要研究的问题就是磨损和疲劳。 燃油泵按原规程试车t小时,说明油泵在t小时内保证了规定条件下的正常工作,此时油泵本身也遭受到一定程度的损伤(?);若采用加大载荷工作t′小时,说明油泵t′小时内保证了加大应力条件下的工作,油泵本身同时受到的损伤为(?)′。对于具体型号产品,应按使用中出     

基于落点预测的高旋火箭弹弹道修正算法

高旋火箭弹的修正控制是基于等效力实现的二维弹道修正控制，由于弹体存在陀螺进动和马格努斯效应，在控制力作用下产生的附加攻角引起的升力与控制力的矢量合为等效力，其大小与方向在控制过程中不断变化，不能简单根据偏差量（修正量）的比例关系来确定控制力的方向。基于此，分析了控制力与等效力的关系，提出了一种基于弹道落点预测的控制算法。首先利用弹道落点预测模型实时预测落点与目标的偏差量，然后利用小扰动法构造偏差量对控制量的敏感系数矩阵，通过偏差量与敏感系数矩阵解算出纵、横两个方向的需用控制量。采用修正前后速度矢量的位置关系得到控制量的合矢量及其方位角，并利用控制量的合矢量与等效力计算出控制周期，在控制周期内按照等效力方位角调整控制力的方向实现对高旋火箭弹的精确控制，解决了非线性耦合问题。仿真结果表明该算法具有较高的控制精度，为工程应用提供理论依据。     

遗传算法在等效系统拟配中的应用

采用遗传算法 ,对某机横航向操纵系统进行了等效系统拟配计算 ,并对遗传算法中控制参数和变量初始区间的设定进行了分析。结果表明 ,遗传算法在等效拟配计算中有效可用 ,并且在保证算法收敛和拟配结果合理方面有很强的优势。     

应用等效系统法评价飞行品质

本文介绍等效系统方法在评价飞行品质中的应用,包括等效系统方法的原理、所采用的数学模型和进行等效系统拟配的数学方法。最后,介绍了具体拟配过程中应当考虑的若干问题。     

双泵并联供压液压系统频域仿真研究

一、前言 在飞机和一般工业中,多泵并联供压液压系统是很常见的。研究动态仿真,对提高它们的动态品质是至关重要的。 泵源的脉动流量输入到液压系统中,在遇到负载阻抗后形成压力脉动。在泵源和负载的阻抗匹配后,可产生谐振现象,形成强烈的压力流量脉动,并引起液压系统的机械振动,严重者将造成元、部件的破坏。研究谐振问题的最方便的方法是频率法。     

集成运算放大器的噪声及其简化计算

介绍了运算放大器产生的机构，运放的Ｅｎ－Ｉｎ噪声等效电路模型，在等效电路的基础上求出了运放的噪声系数及最佳噪声电阻的估算公式。