摘要：声爆抑制是发展新一代超声速民机必须突破的关键技术。飞行器总体布局参数对其声爆特性有重要影响。数据挖掘(DM)可以从大量的数据中通过算法搜索隐藏的信息,是飞行器设计知识提取的有力工具。选取后掠角、展弦比、梢根比、上反角、机身长细比5个总体布局参数作为设计变量,目标函数定义为远场感知噪声级,同时计算升、阻力系数作为气动力衡量指标。基于总变差分析(ANOVA)、决策树算法、自组织映射(SOM)网络组成的数据挖掘体系提取低声爆设计知识库。获得所选设计变量与声爆/气动力的相关度,并实现对设计变量的分层与降维。后掠角有最高设计优先级,长细比、上反角重要程度次之,展弦比与梢根比为低敏感变量。对于算例中的飞行器,在合理区间内选择较大的后掠角、上反角能够使声爆最小化的同时,设计适于超声速巡航的小展弦比布局。

摘要：低声爆气动外形设计是超声速民机研发的一项关键技术。基于笛卡尔无黏求解器进行了典型民机构型的低声爆设计选型,主要研究了机身轴线弯曲度、机翼平面形状、机身截面积特征等因素对近场过压分布的影响,最终选型出一种超声速飞机气动布局。在此气动布局基础之上,结合自主研发的流场/声爆耦合伴随优化设计软件AMDEsign,在指定的低噪声水平声爆信号的条件下,通过对远场声爆信号进行高效反设计,实现了超声速低声爆气动外形的大规模设计变量数值优化,感觉噪声级大幅度降低,分析了外形变化对声爆抑制作用以及近场波系形态,同时也验证了综合设计技术的有效性。

摘要：更大尺度风洞和试验模型以及更长射流的流场测量,对流场显示的视场尺度提出了更高要求。设计和验证两种基于发散光反射式布局的大视场显示方法,分别为反射式聚焦纹影方法和反射式阴影方法。通过改进源格栅和光源,在实验室搭建了一套反射式聚焦纹影显示装置,获得了直径约1.5 m的视场结果。视场均匀性和试验条件下的最短曝光时间表明该方法可用于大型风洞及其他场合的大视场显示。同时,为解决试验现场振动较强的测量问题,搭建了发散光反射式阴影显示装置,获得了约2.5 m长度的燃烧射流流场显示结果。最后根据发散光反射式流场显示方法的特点,开展了其在大型风洞布局的适用性评估,结果表明:该方法完全适用于大型风洞的大视场显示。

摘要：设计并制作了一套基于发光二极管(LED)的具有多颜色特征的光源系统,分析了光源工作原理,进行了光学结构设计。应用MAX16807芯片和脉宽调制(PWM)技术设计专用驱动电路,实现了LED的恒流驱动和亮度数字调制。实验证明,该光源预热后的照度、主波长和色品坐标稳定,辐照均匀度达到90%以上,可以满足彩色视觉测量的需要并取得良好的图像效果。

摘要：现实中衬砌隧道穿越沉积谷地十分常见,而国内外对其地震响应规律研究较少。基于MATLAB编程平台,采用间接边界积分方程法,就沉积谷地衬砌隧道对平面SH波的散射问题进行了初步探讨。研究了不同频率、隧道埋深与入射角度对地表位移和衬砌内外壁动应力集中因子的影响,并比较了沉积谷地中隧道与半空间隧道两种情况下的差别。结果表明:软土沉积中隧道衬砌动应力集中更为显著;高频波入射下,隧道埋深对沉积区域内位移分布、衬砌应力频谱特性和地表位移频谱特性均有较大影响。研究结论可为沉积谷地中衬砌隧道抗震设计与安全性评估提供定量依据。

摘要：管状涤纶-苎麻非织造物/环氧树脂复合材料的厚度大小对管道修复后的介质过流能力、内衬材料强度会产生一定的影响,本文根据曼宁方程和复合材料管道设计原则建立了厚度、过流能力及强度的计算公式。采用响应曲面法优化涤纶-苎麻非织造物的制备工艺,在单因素试验的基础上,根据Box-Behnken试验设计原理,选取混杂比、纤网定量、针刺密度3个因素,依据回归分析方程来确定各制备工艺的主要影响因素,以涤纶-苎麻混杂非织造物的厚度和强度为响应值作响应面和等高线图,得出涤纶-苎麻非织造物制备的最优工艺条件(混杂比为0.8,纤网定量为600g/m^2,针刺密度为300needle/cm^2)。在该工艺下,涤纶-苎麻非织造物的厚度为4.14mm,纵向拉伸强度为2.81MPa,横向拉伸强度为1.72MPa,接近理论值,表明响应曲面法具有实际应用价值;结合涤纶-苎麻非织造物/环氧树脂复合材料厚度、强度来验证厚度、过流能力及强度等计算公式的合理性,发现满足管道修复后过流能力的前提下,较薄的涤纶-苎麻非织造物/环氧树脂复合材料的强度能达到翻衬修复排水或排污管道工作压力的需求。

摘要：针对结构用橡胶集料混凝土(CRC)应保证与普通混凝土等强,而此类CRC单轴受压全曲线试验研究有限,尚无较成熟单轴受压本构模型的情况,分别进行了3组粒径为1~2mm、掺量为0~100kg·m-3的CRC立方体试块单轴受压试验及棱柱体试块受压应力-应变全曲线试验。结果表明:通过综合采用NaOH碱溶液处理橡胶颗粒及配合比优化设计的方法,可以精确控制CRC与普通混凝土等强,且峰值应变及极限应变明显增加,试块破坏过程温和缓慢,破坏时完整性较好。同时,现有的普通CRC单轴受压本构模型不适用于此类结构用CRC,而普通混凝土单轴受压Carreira-Chu本构模型虽与试验曲线吻合尚可,但其对CRC的适用条件有待考证。最后,通过曲线拟合试验数据,得到以过镇海模型为基础的结构用CRC本构模型参数的建议取值,以用于此类结构构件的分析与设计。

摘要：本文研究了四旋翼无人机执行器发生部分失效时的姿态控制问题.通过分析其动力学特性,将执行器故障以乘性因子加入系统模型,得到执行器故障情况下四旋翼无人机的姿态动力学模型.在同时存在未知外部扰动和执行器故障的情况下,设计了一种基于自适应滑模控制的容错控制器.利用基于Lyapunov的分析方法证明了所设计控制器的渐近稳定性.在四旋翼无人机实验平台上进行了实验,验证了该算法对存在未知外部扰动和执行器部分失效时四旋翼无人机的姿态控制具有较好的鲁棒性.

摘要：利用SAP2000建立了某整体式钢桥的三维有限元模型,采用非线性弹簧单元和阻尼单元模拟地震作用下桥台-土和桩-土之间的相互作用,分析了桥梁的模态、非线性时程与相应的参数,研究了考虑土-结构非线性相互作用的整体式钢桥动力特性和抗震性能,以及整体式桥台系统的主要设计参数对此类桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明:压实台后填土、增加桥台高厚比、增加桩周土刚度将使桥梁结构纵向主频增加约6.5%～16.0%,而H型钢桩的朝向影响仅为1.6%左右;结构地震响应随着桥台高厚比增加而明显降低,桥台高厚比为1.44时,桩顶截面处于塑性阶段,而高厚比增大到3.15和3.85后,桩保持弹性状态;随着台后土密实度的减小,结构的地震响应明显增大,增幅大都在40%以上;桩的朝向由绕强轴弯曲调整为绕弱轴弯曲时,桩的最大弯矩减小,但弯曲应力增大,材料由弹性进入塑性阶段;随着桩周土刚度增大,桥梁位移响应明显减小,桩顶、台顶最大位移及墩底弯矩减小50%左右,但是桩顶弯矩增大40%以上,桩的朝向对此几乎无影响;在满足设计要求及合理范围内,建议采用高厚比较大与柔性较高的桥台,并压实台后填土以减小整体桥结构的地震响应,桥台基础采用H型钢桩时,建议将其朝向调整为绕强轴弯曲以减小桩、桥台和墩柱的最大弯曲应力与位移。

摘要：超声速民机是新一代民机的重要发展方向,其独有的声爆现象是制约其在陆地上空进行超声速飞行的最关键因素。对超声速飞行器的气动外形进行反设计是声爆抑制的有效途径。基于等效面积分布开展反设计,需要远场感知声压级作为直接指导。为此,提出了逆向传播分别与本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)及伴随方程结合,根据远场声爆信号反演近场声爆信号的方法。采用第二届声爆会议(SBPW)提供的LM1021标模算例,并从远场频域内声压级、响度级和感觉噪声级进行反演可信度评估。结果表明,对于给定的任意远场声爆信号,基于逆向传播结果进行POD反演及伴随方程反演,都可以得到较为准确的近场过压信号,且伴随方程反演方法具有更优的高频信号即局部激波信号反演能力,远场感知声压级更精准。反演结果相应的等效面积分布与参考值高度吻合,表明此方法能够为等效面积指导的低声爆气动优化设计提供基础。