飞行器气动热与结构传热双向耦合研究

高超声速飞行器热防护结构的设计优化取决于对于飞行器气动热环境与结构内部温度场的准确预示,两者之间的耦合作用对此有着显著的影响。本文针对典型圆管绕流问题开展高超声速非定常流动与热防护结构传热耦合的数值计算。流场部分求解基于量热完全气体的三维粘性可压缩流动Navier-Stokes方程,固体部分求解瞬态热传导及结构响应方程获得结构温度场、热应力及应变。耦合计算采用分区迭代方法,在流-固交界面上进行壁面热流与温度的数据传递,实现了流体与结构的耦合计算。以典型圆管前缘风洞数据对上述多场耦合分析方法进行了验证,结果表明激波位置与壁面热流的计算结果与风洞试验结果一致。基于该方法对典型翼面结构在不同来流马赫数条件下的结构力热响应的模态特征。该方法能够对高超声速飞行器的气动力热载荷与结构传热的规律进行预示,从而为飞行器热防护结构的设计优化提供设计依据。     

热力耦合试验中加载杆的改进设计

热力耦合试验中,加载杆在靠近加热元件的地方受到较强的辐射,在热流上升阶段容易使加载杆的温度迅速上升,强度迅速下降,导致试验失败。对此试验现象进行了数值模拟,对加载杆进行改进设计,通过添加热防护部件而解决此类问题,并利用数值模拟方法验证了此方法可行性。     

襟翼热力耦合试验方法及有限元模拟研究

设计了热力耦合试验装置对襟翼进行试验研究。采用石英灯管加热器加热,实现了高温力载荷的施加和高温条件下位移的测量。通过有限元方法进行等效热力耦合模拟计算,结果发现试验的位移数据和有限元计算位移结果吻合较好,说明本文设计的热力耦合试验方法可靠,高温条件下力载荷施加及位移测量方法合理可行。     

基于多孔介质的发汗冷却特性数值研究

针对航空航天领域日益严峻的热防护需求,采用发汗冷却对受气动加热以及高温燃气侵蚀的热端部件进行热防护的技术方案受到广泛关注。本研究发展了适用于高超声速条件下的多孔介质发汗冷却数值分析方法,对相变发汗冷却数值分析方法进行验证及修正,进而获得具有较高准确度的多孔介质发汗冷却数值计算方法。对相变发汗冷却与外流场进行一体化耦合分析,获得主流温度、激波及发汗出流对冷却壁温及冷却效率的影响规律。     

飞行器气动加热环境与结构响应耦合的热结构试验方法

阐述了将结构热试验和气动加热计算相结合,实现气动热分析与热试验相耦合的试验控制方法。为飞行器的气动加热和结构热响应耦合分析提供了一个解决思路,同时为结构热试验热载荷条件的制定提出了新的方法,对应用复杂防热结构的飞行器的气动热分析和结构热试验具有重要的意义。     

基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术

航空发动机结冰和防冰过程复杂,数值计算无法对其进行准确模拟,因此试验研究是发动机研究过程中必不可少的手段。我国首座大型结冰风洞已具备开展飞机翼段结冰试验的能力,有必要进一步发展航空发动机结冰与防冰试验技术,以满足下一步我国航空发动机型号设计与适航取证的需求。依托3 m×2 m大型结冰风洞,发展了进气模拟技术和热气供气技术,提出了一套结冰风洞试验流程及方法,并针对某型航空发动机进气部件开展了结冰风洞验证试验。结果表明:试验可真实模拟发动机内外流耦合和压气机引气防冰状态,且提出的结冰风洞试验流程及方法合理可行,实现了试验动态过程监测及进气道内流场压力测量,为下一步我国航空发动机结冰防护系统设计与安全适航符合性验证提供了技术支撑。     

飞行器燃油系统气动热试验与数值分析研究

气动加热与结构热传递耦合问题在航空航天领域非常重要。指出耦合性在试验与分析过程中的必要性。针对存在的耦合性,阐述了将结构热试验和气动加热计算相结合,提出模拟全弹道的全方程热流密度控制方法,实现气动热分析与热试验相耦合的试验控制。为飞行器燃油系统的气动加热和结构热响应耦合分析提供了一个解决思路,同时为结构热试验热载荷条件的制定提出了新的方法,对应用复杂防热结构的飞行器的气动热分析和结构热试验具有重要的意义。数值仿真结果与试验结果进行了对比,两者吻合得较好。     

轻质点阵主动冷却壁板热流固耦合响应分析

提出一类以点阵材料为夹芯的新型轻质主动冷却壁板,研究了Ma=6条件下的该壁板的流固耦合传热性能及热结构响应性能,并从热防护、热强度和轻量化等几个方面与槽道式主动冷却结构进行了综合比较。采用三维流固耦合共轭传热数值计算方法,考虑了几种典型的点阵夹层结构与冷却液动态换热过程的相互影响,分析中考虑了碳氢燃料与合金材料热物理性质随温度的变化以及湍流换热,求解获得了流体与结构的三维瞬态温度场,并通过顺序耦合求解获得了结构的应力场。计算结果表明,在相同的热环境下,高孔隙率的轻质点阵夹层结构的流固界面换热性能远高于槽道式主动冷却结构,因此结构的最高温度也较低,同时应力集中问题也有所缓解。通过对不同构型的点阵夹层结构的比较发现,胞元构型对其传热性能和结构应力应变有显著的影响。     

无接触供电系统功率和效率的分析与优化

为解决在无接触供电系统中,传统的互感耦合系数无法提供原副边独立设计,造成系统功率和效率设计困难的问题,提出一种新的能效计算方法。基于新的耦合系数定义,推导了副边串并联补偿功率和效率,实现了磁感应结构能效设计解耦。通过分析副边绕组匝数、品质因数、截面积等磁耦合结构参数与能效的关系,发现了能效与副边匝数无关的特性,并给出了无接触供电系统的原、副边参数设计流程,提出了功率和效率优化原则和方法,达到了优化磁芯结构、提高系统功效的目的。最后,开发了实验样机,通过实验和仿真验证了理论分析的正确性。     

飞行器主动热防护及试验技术进展

主动热防护技术是解决高超声速飞行器、天地往返系统及先进航空发动机等大热流长航时热载荷的关键技术。本文针对近年来在该领域涌现出新的设计方法、新结构及试验方法进行阐述,重点分析了对流式及阻隔式热防护方法的研究进展。总结了主动热防护试验方法及其对不同热防护方案的适用性。     

强辐射条件下应变测量的抗干扰技术研究

在强辐射强电磁脉冲干扰环境条件下 ,为保证应变测量的实现 ,经模拟试验研究 ,应变测量采用一系列抗干扰技术措施 ,包括所用元器件材料的选择 ,传感应变计安装方式 ,组桥接线方式 ,密封屏蔽等技术。还介绍了这些技术措施在某试验现场应变测试试验中的应用概况。     

全桥变换器中寄生参数对传导干扰的影响

以全桥变换器为例，对其主要元器件的寄生参数进行测试，运用CADENCE软件提取印刷电路板上主要印制线的寄生参数。本文分析了全桥变换器主要寄生参数对电路噪声的影响，为开关型变换器的电磁兼容性研究打下了良好的基础。在SABER仿真环境中对传导性电磁干扰的噪声进行了仿真，结果表明，寄生参数对噪声的影响明显。     

弱电系统中的接地技术

弱电系统的接地以工作接地为主，目的是为了防止电磁干扰，保证弱电系统中设备稳定、可靠工作。分析电磁杂波干扰的产生、传输过程极其相关事例，可以得出防止杂波干扰的基本方法。随着现代电子技术的发展及应用，电磁兼容性问题的提出是必然的。ZSRG和SRPP是防止电磁杂波干扰、使弱电系统具备电磁兼容性的有效接地技术。     

机场终端区域电磁环境分析

主要分析了机场终端区域主要使用的无线电设备及位置分布,各种无线电设备对电磁环境的要求以及信号覆盖、信号强度,对可能存在的干扰进行简单的分析,为进一步对机场终端区电磁环境仿真奠定理论基础。最后,本文对广汉机场的电磁环境进行了具体分析。     

光传飞控系统交叉通道数据链路设计与分析

未来飞机采用光传操纵系统能够提高抗电磁干扰能力、减小体积和重量,多余度技术能够提高光传操纵系统的可靠性,而交叉通道数据链路是余度计算机之间进行数据交换的重要途径。为此,设计了一种具有多故障容错能力的光传飞控系统交叉通道数据链路。根据系统性能要求,给出并讨论了该链路系统的结构配置和工作流程,分析了其关键组成部件的功能和实现技术,并设计了当光链路发生故障时系统的容错逻辑算法。通过理论分析和数值计算表明,该链路系统能够提高光传飞控系统的安全性和可靠性,并具有良好的实时性和实用性。     

数字式重力计量设备电磁兼容性

针对数字式重力计量设备,提出了基于传导电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)噪声抑制的噪声分离网络优化结构和电感电容优化滤波器设计,以及基于辐射噪声抑制的传输线共模电流分析方法,并进行了详细阐述。实验结果表明,本文方法不仅可使设备满足GB9254的EMI检测标准,而且设计的优化滤波器可减小寄生参数影响和降低经济成本,同时辐射噪声抑制避免了借助电波暗室测量及电磁屏蔽等复杂辐射EMI噪声估计和抑制措施。     

PCB的电磁兼容性设计

概括介绍电磁干扰对电子系统的危害和影响，PCB电磁兼容性设计的原因、原则，PCB抗干扰的一般措施。结合在PCB设计方面的实际经验，阐述电子系统电磁兼容性设计的方法和技巧，确保电子系统实现最优性能。     

电力机车用智能化电能表的设计

根据机车特殊环境,研制一种电力机车用智能化电能表。该表可以实现双向、分区计量。重点介绍电能计量集成芯片ADE7755的工作原理和电能表的结构、软件的实现,给出抑制电磁干扰的措施。     

KJ-9驾驶仪电磁兼容问题

本文主要介绍了为提高KJ-9驾驶仪的电磁兼容性能所采取的一些措施,以及在实践中碰到的问题的分析和解决的办法。     

风洞侧壁干扰控制与修正方法研究

风洞侧壁干扰是影响风洞实验数据准确度的一个重要因素,洞壁边界层的存在会使二维翼型升力线斜率的测量值下降,在风洞设计和实验中采用多种方法来减小其干扰.简述了减小或消除侧壁干扰的实验原理、实验方法、优缺点及国内外研究进展,重点介绍了侧壁抽吸、侧壁吹除控制与修正方法,最后介绍了判断控制和修正效果的准则.侧壁抽吸与侧壁吹除方法在实际应用中取得了良好的效果,对抑制侧壁边界层效应有一定作用,能够提高实验结果的精确性.