摘要：针对高超声速飞行器服役状态气动力热载荷环境复杂的问题,采用单向耦合方式对环境载荷进行解耦,对马赫数5~8的飞行工况下机翼气动力热载荷情况进行有限元分析.基于经典颤振理论得到临界颤振边界,并确定了机翼颤振失稳表现形式为一阶弯扭耦合.考虑到复材机翼结构刚度的可塑性,对典型服役工况下复材机翼进行气弹剪裁优化设计.以静强度和热颤振速度为约束,质量最小为优化目标,通过改变铺层材料层数、铺层角度及顺序的方式调整复合材料结构弯扭耦合刚度,以达到最佳的结构动力学特性和气弹效果.基于C/C++开源环境开发Aero-Opt软件,搭建自主工业化分析平台,并针对最恶劣气动加热条件下的复合材料机翼开展热气弹剪裁研究.优化后机翼的热颤振边界提高了22.4%,质量降低了15.76%.

摘要：以XB4.3/240-300LC型立式长轴消防泵为研究对象,在保证叶片包角、进出口安放角、叶轮出口宽度、叶轮出口中间位置到叶轮进口轴向距离以及到旋转轴的径向距离、出口过流断面面积、叶片进口边与前盖板流线交点的径向坐标值均不变的条件下,通过改变叶轮出口倾斜角度设计多种叶轮方案,采用SST湍流模型,对不同方案进行数值模拟和内部流场分析,以寻求泵水力性能最优的叶轮出口倾斜角度.研究结果表明:改变叶轮出口倾斜角度,泵扬程和效率在小流量工况下提升幅度较小,而在大流量工况下,提升幅度相对较大;当叶轮倾斜角度为15°时,泵扬程和效率出现峰值,继续增大倾斜角度,两者反而下降,则倾斜角度为15°视为最优叶轮出口倾斜角度,此时泵扬程和效率相对原始方案分别提高5.95%和1.19%;叶轮出口处绝对速度圆周分量和径向分量在大流量工况下分布有较好的一致性,叶轮出口倾斜角度对其影响较小,而在小流量工况下,各方案的绝对速度分量在流道内分布规律较差;叶轮倾斜出口对环形空间及空间导叶内部湍动能分布有较大影响.

摘要：为克服乘波体方法设计Bump型面灵活性不足的问题,发展出一套可适用于三维非结构网格的渗透边界反问题设计方法。融合渗透边界和运动边界的处理方法,应用扩展的流线追踪技术将渗透边界的反问题设计技术扩展到三维非结构网格。在激波面上将渗透速度与激波切向速度组合成"虚拟渗透速度",通过追踪该速度获得修正后的激波面形状。在24325的网格量下得到最终的Bump型面及其激波形状只需3min左右,与正圆锥流场截取的Bump型面相比误差为1.5%左右。通过数值计算表明渗透边界的反问题方法设计的Bump型面可以有效地排除前体低能流。从而为Bump型面的设计提供了一个新的方法。

摘要：采用极限状态设计法对增强木梁受弯性能进行预测,仅能得到木梁的极限受弯承载力。为了实现对增强木梁受弯时挠曲行为的全过程预测,本文基于有限条带法计算增强木梁横截面的弯矩-曲率关系,利用有限积分计算梁的挠度,考虑增强材料对木材极限拉应变的增强效应。同时,对采用不同材料和不同方式增强木梁的受弯性能试验进行了数值计算模拟。结果表明:荷载-跨中挠度计算曲线与试验曲线吻合良好,验证了数值计算结果的可靠性。分析了增强材料类型和配置率(增强材料与木梁横截面面积比)等关键参数对增强木梁受弯性能的影响规律。本研究将为增强木梁弯曲行为预测提供一种有效数值计算方法,同时也适用于未增强木梁。

摘要：涡轮基组合循环发动机因其性能优越性,已引起世界各研究机构的广泛关注。为了模拟TBCC的试验条件,提供符合核心机条件的高温燃气是必要手段。本文设计了一个结构简单易于控制的TBCC核心射流试验模拟模型,并对此模型进行了实验研究。结果表明,所设计模型点火工作可靠,燃烧效率高,可以产生0.236～0.342kg/s的750～1050K的高温燃气,模型出口马赫数、温度和氧气的体积分数分布均匀,可以满足TBCC超级燃烧室试验进口条件要求。

摘要：针对混合型磁悬浮轴承功耗低、结构紧凑的特点,提出了一种永磁体位于转子上的混合型轴向磁悬浮轴承。首先给出了该磁悬浮轴承的三维结构及其工作原理。在此基础上,提出了一种基于气隙磁通计算的参数设计方法。其中根据最大承载力所需的总磁通量,得到磁路中各关键截面处的磁通密度,以软磁材料内部磁场磁通密度不饱和为约束条件,以体积最小为优化目标,通过循环迭代的方式计算各部分漏磁系数与磁阻系数,最后得到该混合型轴向磁悬浮轴承各部分的结构参数。文中还利用有限元电磁场分析软件对其进行三维电磁场建模与仿真分析,仿真结果验证了该参数设计方法及其结果的合理性与正确性。

摘要：发展了一个可以在给定激波形状的条件下得到相应型面的逆特征线法,解决了前人方法求解鲁棒性和精度差的问题.对于一个非均匀超声速来流下给定形状的激波,该方法可求解出能生成该激波的气动型面及依赖域流场.数值校验表明:在马赫数为5的来流条件下逆特征线法按给定的圆锥激波计算的圆锥形状(锥顶角)相对误差小于0.5‰;通过两级轴对称激波的流场校验计算,可精准地求解出对应于此流场的两级外压缩圆锥.应用该方法设计了3个气动问题的造型:具有两级激波的Bump型面、马赫数为4的乘波前体以及乘波前体与进气道一体化造型.流场CFD计算结果显示这些造型设计效果良好,说明该逆特征线法可为这些问题的提供了一种途径.

摘要：针对电网环境中含有间谐波的复杂情况,以三电平并联有源电力小滤波器(SAPF)为研究对象,建立三电平SAPF数学模型。采用CPT原理检测间谐波环境下电网基波分量,从而准确测量电网谐波含量。将间谐波、APF参数波动和死区效应等考虑为控制器非周期干扰,利用等价输入干扰原理对传统重复控制器加以改进,提高控制系统控制性能,消除非周期干扰对控制器的影响。在Matlab和三电平试验平台上,建立SAPF控制系统,仿真及实验验证所设计系统可以准确检测间谐波环境下电网谐波含量,并对电网谐波、间谐波进行补偿。

摘要：针对爆磁压缩发生器高精度延时起爆控制的要求,建立了基于电路控制延时方案的最佳起爆时序模型,分析了其时序误差散布。设计了一种爆轰驱动飞片型高功率放电开关,通过数值仿真分析了开关的耐压能力及飞片变形。实验测试了6发开关的闭合放电性能,数据表明:开关两极间电压5k V时未出现击穿现象,闭合响应时间分布在66±5μs以内、标准差2.7μs,开关导通时间≥900μs,放电效率接近90%。采用小型爆磁压缩发生器与延时控制系统进行了联调实验,结果表明:爆磁压缩发生器运行时刻与电流峰值时刻相差1.8μs,延时误差7.8%,延时控制系统满足高精度起爆控制的要求。

摘要：对涡轮基组合循环发动机（Turbine based combined cycle,TBCC）组合燃烧室进行了试验研究。研究首先设计了组合燃烧室模型及相关的试验系统,并在此基础上开展了不同工作模式下,进口速度系数、温度和油气比对燃烧室燃烧性能影响的试验研究。研究结果表明：随着外涵进口速度系数（λ=0.25～0.40）的增加,点火总油气比、贫油熄火总油气比均增加,燃烧效率提高;随着外涵进口温度（343～473K）的增加,点火总油气比和贫油熄火总油气比减小,燃烧效率提高;随内涵进口速度系数的增加,燃烧效率提高。试验中获得最小点火总油气比为0.0045,最小贫油熄火总油气比为0.002。