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双基站卫星星座设计研究

西安交通大学学报 2003年第12期37卷 1311-1315页

作者：韦娟宁方立黄永宣西安交通大学系统工程研究所西北工业大学机电工程学院西安710072

针对双基站卫星星座的特点,分析了卫星和空间站之间的可视窗、通讯窗和过顶时间要求下的通讯约束.根据卫星轨道高度、倾角、升交点赤经、轨道数目及卫星分布选择、星际链路建立等几个方面,对双基站卫星星座进行设计,并研究了长期执行任... 详细信息

针对双基站卫星星座的特点,分析了卫星和空间站之间的可视窗、通讯窗和过顶时间要求下的通讯约束.根据卫星轨道高度、倾角、升交点赤经、轨道数目及卫星分布选择、星际链路建立等几个方面,对双基站卫星星座进行设计,并研究了长期执行任务的情况下,卫星轨道修正方案.该星座克服了以地球为基地的卫星星座测控信号传递路程长,信号受到环境干扰大的不足,充分利用空间站的优势,更有效地发挥了卫星及其星座的作用.通过仿真计算给出了双基站卫星星座与地面站和空间站的日通讯时间.从结果可以看出,所设计的双基站卫星星座可以作为我国空间站的数据中继系统.

关键词：双基站星座可视窗通讯窗

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可变形状空腔噪声的数值仿真研究

振动与冲击 2018年第19期37卷 231-238,258页

作者：宁方立宁舜山石旭东刘哲韦娟西北工业大学机电学院西安710072 东莞市三航军民融合创新研究院东莞523808 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

空腔流动现象存在于各类航空飞行器中,由其引发的高强空腔噪声极易诱发空腔内结构共振而导致腔内元器件声疲劳破坏,因此针对空腔噪声的产生机理及有效控制方法的研究具有重要的工程实际意义。提出一种新型的可变形状空腔噪声主动控制方... 详细信息

空腔流动现象存在于各类航空飞行器中,由其引发的高强空腔噪声极易诱发空腔内结构共振而导致腔内元器件声疲劳破坏,因此针对空腔噪声的产生机理及有效控制方法的研究具有重要的工程实际意义。提出一种新型的可变形状空腔噪声主动控制方法:使用安装于空腔内的机械装置调节空腔底面及后壁面的倾斜角度,实现随着流速的变化,改变空腔形状,以期有效改善空腔内的强噪声环境。采用大涡模拟结合计算气动噪声计算方法对典型开式空腔进行数值仿真。研究发现,随着后壁面倾斜角α的增大,纯音噪声主模态的声压级幅值随之降低,主模态频率会出现跳跃式上升。另外,研究还发现α角的增大对马赫数0. 6时纯音噪声主模态声压级幅值的降低作用显著于马赫数0. 85时;α角的增大对马赫数0. 85时纯音噪声主模态频率的升高作用却比马赫数0. 6时更为明显。可变形状空腔噪声主动控制方法不仅可以显著降低纯音噪声主模态声压级幅值,还可使得纯音噪声模态频率升高,从而避开空腔结构的固有频率以避免腔体发生共振破坏。研究工作为扩展可变形状空腔噪声主动控制的工程应用奠定了良好的理论基础。

关键词：空腔噪声主动控制大涡模拟开式空腔纯音噪声

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虚实结合的机械设计实验教学方法

实验室研究与探索 2017年第2期36卷 165-167页

作者：宁方立王琳西北工业大学机电学院西安710072

以培养高素质的机械工程专业人才为目标,针对以实物为基础的机械设计实验教学中存在的问题,结合机械工程专业知识面广、系统性强、与工程结合紧密等特点,在机械设计实验的实践过程中,建立了以工程认知、表达、分析为主线,以代表性的真... 详细信息

以培养高素质的机械工程专业人才为目标,针对以实物为基础的机械设计实验教学中存在的问题,结合机械工程专业知识面广、系统性强、与工程结合紧密等特点,在机械设计实验的实践过程中,建立了以工程认知、表达、分析为主线,以代表性的真实机械零件——带传动、螺栓为对象的虚实结合机械设计实验。采用虚拟实验与实物实验相结合的实验教学模式,通过实物实验教学、虚拟实验教学和理论教学相融合的方式,全面推进和提高学生实践能力培养。

关键词：虚实结合机械设计实践教学

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飞机起落架气动噪声的数值计算改进方法

机械设计与制造 2015年第12期 23-26,30页

作者：马尧宁方立中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307 西北工业大学机电学院陕西西安710072

在飞机着陆过程中,起落架已成为飞机的主要噪声源。因此,对起落架气动噪声进行研究,并建立其数值计算方法是从总体上降低飞机噪声的主要途径之一。在已提出的基于试验数据的飞机起落架气动噪声数值计算方法基础上,提出一类改进方法。该... 详细信息

在飞机着陆过程中,起落架已成为飞机的主要噪声源。因此,对起落架气动噪声进行研究,并建立其数值计算方法是从总体上降低飞机噪声的主要途径之一。在已提出的基于试验数据的飞机起落架气动噪声数值计算方法基础上,提出一类改进方法。该方法除保持原有方法计算效率高、指向性计算正确的优点外,还进行了如下改进:首先,通过对小部件进行建模,实现了高频噪声的计算。其次,建立了起落架气动噪声散射模型,并对机轮与声源距离,机轮与接收点距离以及机轮直径对散射系数的影响进行了详细分析。最终通过对波音737主起落架全尺寸简化模型气动噪声进行计算,并与试验结果进行对比验证了该方法的正确性。

关键词：起落架气动噪声高频噪声模型声散射模型

基于Sobol’法的可变形状空腔全局灵敏度分析

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振动与冲击 2021年第2期40卷 141-147页

作者：宁方立张畅通刘哲丁辉翟庆波韦娟西北工业大学机电学院西安710072 东莞市三航军民融合创新研究院广东东莞523808 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

高速气流经过空腔结构产生的高强度空腔噪声极易诱发空腔内结构共振而导致腔内元器件声疲劳破坏。提出了一种可变形状空腔控制方法,该控制方法通过机械装置调节空腔前、后壁面的倾斜角度达到降低空腔噪声的目的;在Ma=0.85条件下,利用大... 详细信息

高速气流经过空腔结构产生的高强度空腔噪声极易诱发空腔内结构共振而导致腔内元器件声疲劳破坏。提出了一种可变形状空腔控制方法,该控制方法通过机械装置调节空腔前、后壁面的倾斜角度达到降低空腔噪声的目的;在Ma=0.85条件下,利用大涡模拟(LES)预测空腔内的流体流动,以可变形状空腔的前、后壁面的倾斜角度作为设计变量,以空腔底板表面噪声载荷的主模态幅值作为响应,利用基于MSE准则的Kriging方法建立二自由度可变形状空腔的代理模型,利用Sobol’法分析模型的全局灵敏度。发现,可变形状空腔的前、后壁面倾斜可以明显抑制空腔底板表面噪声载荷的主模态幅值,其中后壁面倾斜的全局灵敏度为前壁面倾斜的1.712倍,并且前、后壁面倾斜对空腔底板表面噪声载荷的主模态幅值的交互影响小。

关键词：空腔噪声可变形状空腔主模态 Kriging方法 Sobol’法

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飞机起落架气动噪声的数值计算方法

机械工程学报 2013年第8期49卷 171-177页

作者：宁方立马尧王善景郭琪磊黄文超西北工业大学机电学院西安710072 中国飞机强度研究所航空噪声与振动强度航空科技重点实验室西安710068

我国目前正在自主研制民航大客机,噪声水平是其能否取得适航证的关键因素之一。在飞机着陆过程中,起落架噪声在飞机总噪声中已占据主体地位。基于试验数据,提出一种飞机起落架气动噪声的新型数值计算方法。该方法将起落架结构分解为圆... 详细信息

我国目前正在自主研制民航大客机,噪声水平是其能否取得适航证的关键因素之一。在飞机着陆过程中,起落架噪声在飞机总噪声中已占据主体地位。基于试验数据,提出一种飞机起落架气动噪声的新型数值计算方法。该方法将起落架结构分解为圆柱体、机轮等基本部件。根据Ffowcs Williams-Hawkings方程,对每类基本部件提出对应的噪声预测方法。由这些基本部件组装成起落架,进而计算出起落架总体辐射噪声。该方法考虑多机轮存在情况,提出新型机轮模型,从而解决现有数值计算方法机轮模型过于简单,并导致不正确计算结果的问题;提出基于圆柱体方向仿真数据的圆柱体部件指向性确定方案,解决现有数值计算方法噪声辐射指向性错误的问题。另外,该方法能够确定出对起落架总体辐射噪声贡献最大的基本部件,为低噪声起落架设计提供依据。

关键词：起落架气动噪声 Ffowcs Williams-Hawkings方程圆柱体机轮

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基于多模态混合的机械设计一流课程建设

机械设计 2023年第2期40卷 157-160页

作者：宁方立陈龙西北工业大学机电学院陕西西安710072

以学生学习为中心,以能力培养为核心,目标导向,持续改进为理念,在“互联网+教材+课程”模式下实现多模态混合式机械设计课程教学的新体系、新内容、新方法、新模式和新质量。通过成果导向教育(Outcome Based Education,OBE)方式构建面... 详细信息

以学生学习为中心,以能力培养为核心,目标导向,持续改进为理念,在“互联网+教材+课程”模式下实现多模态混合式机械设计课程教学的新体系、新内容、新方法、新模式和新质量。通过成果导向教育(Outcome Based Education,OBE)方式构建面向现代机械设计和智能制造技术的人才培养新模式,从课程内容重塑、资源建设、教学方法改革、课程成绩评定等方面进行探索与实践,培养德才兼备、基础扎实、科学人文素养协调发展,掌握机械工程理论知识,具备综合应用与创新能力,具有社会责任感和国际视野的高素质创新人才。

关键词：一流课程机械设计多模态混合

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气体泄漏声源的时域压缩波达方向估计研究

振动与冲击 2019年第17期38卷 165-171页

作者：韦娟郑柳青郑浩南王文静宁方立西安电子科技大学通信工程学院西安710071 西北工业大学机电学院西安710072 东莞市三航军民融合创新研究院东莞523808

针对现有压缩感知算法中对模拟信号压缩采样的不足以及传统测量矩阵存储量和计算量大等问题,提出一种基于模拟信号时域压缩的波达方向(DOA,Direction Of Arrival)估计算法,并应用于气体泄漏声源方位估计研究。首先建立气体泄漏声源DOA... 详细信息

针对现有压缩感知算法中对模拟信号压缩采样的不足以及传统测量矩阵存储量和计算量大等问题,提出一种基于模拟信号时域压缩的波达方向(DOA,Direction Of Arrival)估计算法,并应用于气体泄漏声源方位估计研究。首先建立气体泄漏声源DOA估计模型,然后设计一种直接非均匀随机欠采样方案,并构造相对应的形式简单的等效测量矩阵,实现对模拟声源信号的直接压缩采样,避免了传统测量矩阵数据量大及计算复杂度高等问题,最后采用子空间追踪算法进行重构,实现了较快的计算速度和较高的重构精度。理论分析和实验表明,该算法能成功实现气体泄漏声源的DOA估计,且在显著降低信号采样率和计算复杂度的同时,实现了较高的估计精度和分辨率,估计性能更佳。

关键词：气体泄漏 DOA估计压缩感知随机采样

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基于DMD方法的可变形状空腔流动模态分析

振动与冲击 2020年第19期39卷 218-225页

作者：刘哲宁方立张畅通翟庆波丁辉韦娟西北工业大学机电学院西安710072 东莞市三航军民融合创新研究院东莞523808 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

空腔自激振荡现象广泛存在于航空航天领域,剧烈的压力振荡会造成空腔内部零部件的结构疲劳和破坏,因此研究空腔噪声的控制方法具有重大意义。提出一种可变形状空腔,在空腔内部安装一种曲柄滑块机构从而调整底面和后壁面的倾斜角度。通... 详细信息

空腔自激振荡现象广泛存在于航空航天领域,剧烈的压力振荡会造成空腔内部零部件的结构疲劳和破坏,因此研究空腔噪声的控制方法具有重大意义。提出一种可变形状空腔,在空腔内部安装一种曲柄滑块机构从而调整底面和后壁面的倾斜角度。通过直接数值模拟法对马赫数为0.5、低雷诺数下的可变形状空腔流动进行数值仿真。结果表明随着后壁面倾斜角度的增大,监测点处的模态声压级、总声压级均逐渐减小,表明空腔内部流场流动更加平稳,压力振荡明显减弱。此外,通过动态模态分解(DMD)方法对不同后壁面倾斜角度的可变形状空腔进行动态模态分析。研究发现所有的DMD模态均为收敛模态,且随着后壁面倾斜角度的增大,流动越趋于稳定极限环状态;主模态频率所对应的DMD模态结构不同,主要表现为正、负向大尺度结构的位置不同且随着倾斜角度的增大,结构尺度逐渐减小。

关键词：可变形状空腔空腔噪声直接数值模拟动态模态分解模态分析