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第四届全国非定常空气动力学学术会议

作者：付增良赵俊波张石玉梁彬张旭中国航天空气动力技术研究院

在大尺寸高超声速风洞俯仰自由振动试验中,如何兼顾系统高承载力与低振动频率要求一直是一个难题。设计如图1轴承铰接式俯仰组合天平,上下两片对称弹性应变梁提供系统恢复力,气动载荷过大时轴向力和法向力直接传递至轴承组件以防止应变...

在大尺寸高超声速风洞俯仰自由振动试验中,如何兼顾系统高承载力与低振动频率要求一直是一个难题。设计如图1轴承铰接式俯仰组合天平,上下两片对称弹性应变梁提供系统恢复力,气动载荷过大时轴向力和法向力直接传递至轴承组件以防止应变梁断裂,转轴上设计有专用定位部件,保证装配后铰接式天平的固定端与自由端轴线共面,避免弹性梁受到侧向的扭转力,系统振动频率及输出信号质量可通过优化弹性应变梁结构和尺寸调整。图2为新设计组合式动态天平的地面振动曲线与理论仿真曲线对比,两者在用于计算系统机械阻尼的较大振幅曲线段(0.7°～2.5°)几乎完全重合,证明了通过方案优化设计以及对于加工和装配的精度控制,满足动导数试验要求。标模验证试验在中国空气动力研究与发展中心Ф1米高超声速风洞(FD-30)进行。试验选用国际通用的10°锥角的尖锥标准模型(HSCM-2模型)和两种10°锥角不同头部钝度模型。尖锥模型全长564mm,底部直径为Ф200mm,半锥角为10°,质心距尖锥头部长度为全长70%。两种钝度比分别为:2×R10/Ф200=0.1,2×R20/Ф200=0.2。风洞试验的名义马赫数为Ma=7,实际马赫数为Ma=6.85,单位雷诺数Re=1.27×107(1/m),以底部直径为参考长度的雷诺数为Reb=2.54×106,与文献雷诺数上限一致。风洞试验过程中,试验系统振动曲线光滑、同一试验状态重复性较好,结果随攻角变化规律明确。标模俯仰动导数试验结果与文献结果趋势一致,量值吻合良好,除钝度比0.2模型的相对误差在5.63%以外,其余3个可对比状态的动导数相对误差低于2%。这是由于,随模型钝度增大,气动阻尼大幅降低,导致测量误差随之增大。综合而言,4个可对比状态的平均相对误差为2.11%。由以上试验数据量化分析可知,文中所述试验系统满足风洞动态试验的精度要求。

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高超声速小气动力风洞试验技术及相关进展

高超声速小气动力风洞试验技术及相关进展

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中国力学大会-2015

作者：赵俊波付增良梁彬张石玉高清中国航天空气动力技术研究院

重点介绍了再入弹头非对称烧蚀所产生的滚转和俯仰小量气动力矩测量技术,综合动态试验、气动力建模、动力学仿真及气动辨识等研究手段,建立了综合性风洞试验技术。风洞试验结果显示,试验技术能够同时获得静、动态力矩特性,且试验精度满...

重点介绍了再入弹头非对称烧蚀所产生的滚转和俯仰小量气动力矩测量技术,综合动态试验、气动力建模、动力学仿真及气动辨识等研究手段,建立了综合性风洞试验技术。风洞试验结果显示,试验技术能够同时获得静、动态力矩特性,且试验精度满足再入弹头小气动力的测量试验需求。文中还介绍了相关非定常及低频试验对象阻尼导数风洞试验技术。

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基于水平集的医学图像快速分割方法

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计算机工程与设计 2009年第24期30卷 5667-5669页

作者：付增良周健叶铭魏高峰苏永琳王成焘上海交通大学生物医学与生命质量研究所上海200240 上海交通大学附属仁济医院上海200127

针对高噪声、低对比度的医学图像难以快速准确分割的问题,结合基于像素的传统方法和基于水平集的活动轮廓模型,提出了一种混合的医学图像分割新技术。首先依据待分割对象的先验知识交互选取感兴趣区域。然后由传统的方法和基于水平集的... 详细信息

针对高噪声、低对比度的医学图像难以快速准确分割的问题,结合基于像素的传统方法和基于水平集的活动轮廓模型,提出了一种混合的医学图像分割新技术。首先依据待分割对象的先验知识交互选取感兴趣区域。然后由传统的方法和基于水平集的C-V模型结合实现感兴趣区域图像的预分割。预分割的结果直接作为窄带变分水平集模型的初始轮廓,演化曲线在很短的时间内准确收敛到待分割物体的边缘。

关键词：图像分割感兴趣区域水平集窄带演化曲线

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风洞动态试验中的仿真技术应用

风洞动态试验中的仿真技术应用

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中国力学大会（CCTAM2019）

作者：赵俊波付增良梁彬张石玉张旭中国航天空气动力技术研究院

由风洞动态试验的复杂性决定了需要从硬件、软件等多方面入手,以提高试验的精细化程度,而各类仿真技术则是试验设计评估以及数据分析的有效手段。结合研究团队近年来相关工作,总结了飞行仿真、结构仿真等仿真技术在开展动态试验研究中... 详细信息

由风洞动态试验的复杂性决定了需要从硬件、软件等多方面入手,以提高试验的精细化程度,而各类仿真技术则是试验设计评估以及数据分析的有效手段。结合研究团队近年来相关工作,总结了飞行仿真、结构仿真等仿真技术在开展动态试验研究中的应用及效果,主要包括在自由振动式动导数试验技术、基于气浮轴承的小不对称气动力测量技术以及低速风洞虚拟飞行试验技术等典型动态试验中的应用。研究结果表明,仿真技术能够有效指导试验方案及系统的精细化设计与评估,提高风洞动态试验的全系统精确设计与试验过程的有效控制,促进动态试验向高精度测量能力和定量化设计发展。

关键词：风洞动态试验仿真自由振动小滚转力矩虚拟飞行

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应用于运动声源的麦克风相阵列测量技术

应用于运动声源的麦克风相阵列测量技术

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中国航空学会声学分会2020年度线上学术交流会

作者：周家检郝璇岳才谦陈大斌付增良梁彬张旭中国航天空气动力技术研究院

麦克风相阵列气动噪声测试技术是民机气动噪声研究的重要手段。国外普遍利用相阵列测试技术开展民机气动噪声风洞试验和飞行试验研究。但风洞试验由于存在雷诺数效应、模型失真以及来流流场差异等问题,难以提供最真实、最具参考价值的... 详细信息

麦克风相阵列气动噪声测试技术是民机气动噪声研究的重要手段。国外普遍利用相阵列测试技术开展民机气动噪声风洞试验和飞行试验研究。但风洞试验由于存在雷诺数效应、模型失真以及来流流场差异等问题,难以提供最真实、最具参考价值的噪声数据。因此气动噪声飞行试验仍然是机体气动噪声研究不可或缺的环节。本文针对气动噪声飞行试验中利用麦克风相阵列技术识别运动中的声源的难点,对时域Beamforming算法、解多普勒效应技术开展了研究,建立起适用于运动声源识别的相阵列技术。通过汽车携带声源验证试验,对测试技术进行了验证。在此基础上,开展了某无人机噪声飞行试验研究。1)通过数值仿真手段,验证了应用于运动声源的阵列数据处理算法,并分析了轨迹数据的三种误差对声源识别的影响:零点误差与漂移误差对声源识别的动态范围和分辨率的影响很小,但会引起与误差反向的声源位置偏移;随机误差对声源识别的动态范围和分辨率的影响很大。2)开展了地面验证试验,在汽车通过噪声测试中验证了应用于运动声源的阵列数据处理算法及测试系统的有效性。3)开展了某无人机噪声飞行试验研究,测量了起飞和500米低空平飞状态下的噪声,成功识别出螺旋桨及发动机的基频和倍频噪声源。阵列的分辨率随着声源高度增加变差,可通过增加阵列尺寸和麦克风数目提高分辨率和定位精度。无人机机身反射对定位结果的影响有待进一步研究。

关键词：相阵列时域Beamforming 运动声源解多普勒效应

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偏翼标模小滚转力矩测量与气浮轴承动态特性研究

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气体物理 2021年第5期6卷 20-25页

作者：梁彬付增良岳才谦赵俊波中国航天空气动力技术研究院北京100074

基于气浮轴承的自由滚转实验技术是测量再入飞行器小不对称滚转气动力的重要方法.文章研究中对偏翼标模进行了小滚转力矩测量,并针对实验系统的特点,对气浮轴承进行了无风实验标定和真空实验标定,给出了其动态特性结果.进一步分析了气... 详细信息

基于气浮轴承的自由滚转实验技术是测量再入飞行器小不对称滚转气动力的重要方法.文章研究中对偏翼标模进行了小滚转力矩测量,并针对实验系统的特点,对气浮轴承进行了无风实验标定和真空实验标定,给出了其动态特性结果.进一步分析了气浮轴承动态特性、原始数据采集测量误差和参数辨识误差对实验结果的影响,并给出了综合误差分析结果,说明了主要误差来源.结果显示:滚转力矩系数和滚转阻尼导数测量综合误差分别约为10-7和10-4量级,实验中可根据实际情况进行误差处理.研究结果对气浮轴承自由滚转实验精度提高、方案设计和设备研制等具有重要的实际意义.

关键词：气浮轴承偏翼标模标定动态特性误差分析

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圆锥标模高超声速俯仰自由振动试验与分析

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气体物理 2018年第2期3卷 57-63页

作者：赵俊波付增良高清张石玉梁彬中国航天空气动力技术研究院北京100074

为解决自由振动式动导数试验技术在大尺度高超声速风洞中,高气动载荷环境与低频率模拟要求之间的突出矛盾,进一步提高高超声速飞行器较低气动阻尼的测量精度,发展了基于组合式动导数天平的Ф1 m量级高超声速风洞自由振动试验技术.设计... 详细信息

为解决自由振动式动导数试验技术在大尺度高超声速风洞中,高气动载荷环境与低频率模拟要求之间的突出矛盾,进一步提高高超声速飞行器较低气动阻尼的测量精度,发展了基于组合式动导数天平的Ф1 m量级高超声速风洞自由振动试验技术.设计组合式动导数天平,轴承组件承载模型轴向和法向气动力,弹性应变梁提供系统恢复力矩,并可根据减缩频率的要求调整系统自由振动频率,有效提高了天平承载能力,拓展了试验频率模拟范围.在中国空气动力研究与发展中心Ф1 m高超声速风洞,利用本系统进行了10°半锥角不同钝度圆锥标模俯仰动导数校测试验,所测俯仰动导数与文献结果最大相对误差在6%以内,验证了试验系统和测试结果具有较好的稳定性与重复性.

关键词：高超声速风洞动导数试验组合式动导数天平振动频率 10°半锥角标模

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新型高超飞行器耦合特性地面评估技术

新型高超飞行器耦合特性地面评估技术

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第七届全国流固耦合与非常流体力学学术会议

作者：付增良张宇航张石玉周家检梁彬赵俊波周平孙玮琪中国航天空气动力技术研究院

新型面对称高超飞行器在大攻角机动过程中存在气动耦合性强、稳定性弱及非线性、非定常特性强烈问题,给飞行器气动特性研究、控制系统设计和地面试验验证提出新的挑战。本文以新型面对称高超飞行器为研究对象,在FD-16高超声速风洞搭建... 详细信息

新型面对称高超飞行器在大攻角机动过程中存在气动耦合性强、稳定性弱及非线性、非定常特性强烈问题,给飞行器气动特性研究、控制系统设计和地面试验验证提出新的挑战。本文以新型面对称高超飞行器为研究对象,在FD-16高超声速风洞搭建虚拟飞行试验系统,成功完成多种控制策略下的机动飞行试验,实现飞行器耦合特性评估与控制律对比、验证。

关键词：高超飞行器耦合特性飞行试验结果

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高超声速风洞低温烧蚀模拟试验技术

高超声速风洞低温烧蚀模拟试验技术

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第七届全国流固耦合与非常流体力学学术会议

作者：张宇航付增良周家检梁彬周平张石玉孙玮琪赵俊波中国航天空气动力技术研究院

再入机动飞行器再入大气层过程中,飞行器防热材料与大气层摩擦而受到剧烈加热效应,使外形产生非规则变化。时变的烧蚀外形、表面形态和气动力耦合作用对飞行器的飞行姿态等因素带来许多不确定性。本文针对再入飞行器端头烧蚀任务场景,... 详细信息

再入机动飞行器再入大气层过程中,飞行器防热材料与大气层摩擦而受到剧烈加热效应,使外形产生非规则变化。时变的烧蚀外形、表面形态和气动力耦合作用对飞行器的飞行姿态等因素带来许多不确定性。本文针对再入飞行器端头烧蚀任务场景,结合低温烧蚀模拟和风洞虚拟飞试验技术,开展烧蚀外形变化与气动耦合作用试验研究。试验在高超声速风洞采用低温烧蚀模拟的方法展开。静态试验研究典型工况下的烧蚀形态,动态试验获取不同材质端头模型俯仰运动曲线,进而分析烧蚀对模型运动稳定性的影响。

关键词：高超声速风洞时变耦合效应低温烧蚀运动稳定性

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