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模型跟踪和涡流控制在飞翼布局飞机上的应用

空气动力学学报 2009年第3期27卷 265-270页

作者：孔轶男王立新王明丰北京航空航天大学航空工程与科学学院北京100083

为增加小展弦比飞翼类布局飞机的操纵特性,并满足其对隐身性能的要求,将模型跟踪控制器和涡流控制器进行综合使用。模型跟踪是一种提高系统闭环响应并跟踪驾驶员指令的方法,通过此方法可使动态特性较差的飞机对动态特性较好的飞机输出... 详细信息

为增加小展弦比飞翼类布局飞机的操纵特性,并满足其对隐身性能的要求,将模型跟踪控制器和涡流控制器进行综合使用。模型跟踪是一种提高系统闭环响应并跟踪驾驶员指令的方法,通过此方法可使动态特性较差的飞机对动态特性较好的飞机输出进行跟踪,由此来改善飞机的动态特性。增加涡流控制可以进一步扩展模型跟踪控制的作用效果,涡流控制器使用变步长神经网络进行训练。结果表明,两种方法的综合使用可以有效地提高飞机的动态特性,通过增加涡流控制后,进一步增加了模型跟踪控制的作用效果。

关键词：涡流控制神经网络小展弦比飞翼模型跟踪

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小展弦比飞翼布局飞机横向涡流控制气动机理

航空学报 2009年第5期30卷 806-811页

作者：孔轶男王立新王光学洪俊武北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

为增加小展弦比飞翼布局飞机横向控制效能,设计了可提供飞机滚转力矩的涡流控制方案,在此基础上研究了三角翼前缘非对称垂直喷流对前缘涡破裂位置和结构的影响。应用三维任意坐标系下的雷诺平均N-S方程数值模拟方法和Spalart-Allmaras... 详细信息

为增加小展弦比飞翼布局飞机横向控制效能,设计了可提供飞机滚转力矩的涡流控制方案,在此基础上研究了三角翼前缘非对称垂直喷流对前缘涡破裂位置和结构的影响。应用三维任意坐标系下的雷诺平均N-S方程数值模拟方法和Spalart-Allmaras方程湍流模型,对小展弦比飞翼布局飞机前缘非对称喷流及无喷流情况下的绕流进行了研究分析。结果表明:与无喷流情况相比,喷流速度、喷口压力、飞行迎角的不同造成了涡破裂点的改变以及涡的强度和涡轴位置的变化,这些因素最终引起流场变化,并产生不对称力和力矩;喷流产生的直接力和力矩与飞行状态无太大关系;垂直喷流在进行横向控制同时产生较小的偏航力矩,对阻力的影响也较小。

关键词：小展弦比飞翼涡流涡流控制前缘喷流涡破裂涡轴位置

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基于涡流控制的车外流场和气动噪声研究

基于涡流控制的车外流场和气动噪声研究

作者：李延洋吉林大学

学位级别：硕士

作为一种方便的出行工具,汽车给人们的生活带来了巨大的好处。随着汽车行业的不断发展,汽车评价标准越来越受到重视。汽车的乘坐舒适性是一项重要的指标,而汽车在高速行驶时,车外会产生强烈的气动噪声,这种噪声会严重影响乘员的舒适性... 详细信息

作为一种方便的出行工具,汽车给人们的生活带来了巨大的好处。随着汽车行业的不断发展,汽车评价标准越来越受到重视。汽车的乘坐舒适性是一项重要的指标,而汽车在高速行驶时,车外会产生强烈的气动噪声,这种噪声会严重影响乘员的舒适性。控制和降低气动噪声水平是提高驾驶员和乘客舒适性的重要途径。本文采用涡流控制原理,在A柱、B柱、C柱和车顶上建立涡流控制结构-涡流发生器,采用数值模拟方法研究了其对汽车外部流场和空气动力噪声的影响。对国内外汽车外流场、车外气动噪声和涡流控制相关文献进行了深入阅读和归纳,对相关知识进行了学习,掌握了有关的理论与研究方法。在对本文进行仿真分析的过程中,稳态采用标准k-w湍流模型,瞬态采用大涡模拟（LES）方法。首先,参考相关文献,将涡流发生器建立在圆柱上,得到了气流绕圆柱的流线图,分析了涡流发生器对流场的控制机理。参考DrivAer模型相关风洞试验数据,对DrivAer模型进行了数值仿真,车身表面的压力系数与试验吻合较好,验证了仿真方法的准确性与可靠性。其次,在DrivAer模型A柱上建立垂直的、反向对称的、水平排列的涡流发生器,进行了仿真计算,并与原模型进行了对比。通过对比3种模型与原模型的前侧窗监测点总声压曲线,发现模型3具有良好的降噪效果。对比模型3与原模型的监测点处的1/3倍频程中心频率声压级曲线,发现模型3在大部分监测点有降低前侧窗声压级的作用。前侧窗区域流场的分析表明,涡流发生器的使用,使得A柱和前侧窗区域产生的负压值变大,使得层流提前转捩为湍流,使得涡流的消散变得缓慢,拉长了涡流的变化过程,减小了涡流的逆压梯度。在B柱上建立水平排列的涡流发生器,后侧窗声压级分析表明,模型4除了监测点2都具有良好的降噪效果,流场分析表明,涡流发生器的使用,使得流线与来流方向的夹角更小,气流更容易通过车身表面。在C柱上建立水平排列的涡流发生器,仿真分析表明声压级曲线基本一致,模型5降噪效果不明显。最后,在DrivAer模型车顶上建立与来流方向平行的涡流发生器,仿真结果表明,模型6涡流发生器的使用,在大部分监测点都有良好的降噪效果。后挡风玻璃区域流场分析表明,涡流发生器的使用,边界层厚度有所增加,使流经车身表面的气流,在接触到汽车后挡风玻璃表面有充分的缓冲区域,使得速度梯度变小,从而减小了压力脉动,降低了气动噪声。因此,在汽车车身外表面使用涡流控制结构-涡流发生器,使得汽车表面的气动噪声能够在一定程度上降低,车身外部的流场有所改善。本课题的研究对汽车外形设计及气动降噪具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：气动噪声涡流控制数值模拟车外流场边界层

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无尾翼布局飞行器涡流控制的方法研究

无尾翼布局飞行器涡流控制的方法研究

作者：林万波南京航空航天大学

学位级别：硕士

在飞行器设计采用无尾翼布局后,减小了重量、阻力和雷达散射面积,可以极大提高飞行器的作战和隐身性能,也是当今全隐身飞行器的发展趋势。但同时在操纵效率和阻尼特性上比有尾飞行器差,稳定性控制的难度也增大。为了进一步提高和改善飞... 详细信息

在飞行器设计采用无尾翼布局后,减小了重量、阻力和雷达散射面积,可以极大提高飞行器的作战和隐身性能,也是当今全隐身飞行器的发展趋势。但同时在操纵效率和阻尼特性上比有尾飞行器差,稳定性控制的难度也增大。为了进一步提高和改善飞行器的操作性能,特别是在大迎角、过失速机动等情况下,常规的飞行器控制方法控制效率低或失效,必须借助新概念操纵机构。本文在对无尾翼飞机进行研究的基础上,提出了涡流控制方法,并进行了初步的探讨和仿真分析。本文首先建立了无尾翼飞机在典型状态下的数学模型,之后介绍了对模型的线性化和在Matlab环境下实现的方法。为下一步的仿真分析做好了准备。然后在简单介绍空气动力学和流体力学的理论基础上,对涡流的产生机制和控制原理进行了说明,并对涡流的控制方法、分类和特点进行了介绍。结合当前涡流控制的热点的MEMS技术,详细的介绍了MEMS技术的发展、特点和硬件基础、原理。最后,针对基于MEMS技术的涡流控制简化三角翼模型,结合实验数据提出了不同作动器配置下飞行器的控制方案,并对方案进行比较分析。在对作动器的仿真分析同时针对涡流控制的强非线性和耦合性,提出了应用涡流控制的简化思想。在将简化涡流控制应用于飞机模型,进行仿真分析。大量的仿真分析表明,涡流控制方法能实现对飞行器的控制,并可以辅助常规的控制方法,从而改善飞行器的操作性能。

关键词：无尾翼布局飞行器涡流控制 MEMS 仿真

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用于战斗机大迎角涡流控制的微吹气技术

飞机设计 2000年第4期20卷 37-45页

作者：王慧彭锡铭

在F-15E战斗机构型的低速风洞中，对在大迎角时控制前体涡非对称的微吹气技术的效能进行了研究。在以前用一般外形的前机身进行的试验基础上，评估了一种吹气口装置。在很大迎角时（α>50°），微吹气技术在产生偏航力矩和控制偏航力矩... 详细信息

在F-15E战斗机构型的低速风洞中，对在大迎角时控制前体涡非对称的微吹气技术的效能进行了研究。在以前用一般外形的前机身进行的试验基础上，评估了一种吹气口装置。在很大迎角时（α>50°），微吹气技术在产生偏航力矩和控制偏航力矩量值方面是有效的。与高压喷嘴吹气所验证的效果相当，而前者仅需1/100的质量流量。这就证明，通过控制不稳定点的涡流场可以获得这种杠杆作用。在中等迎角的情况下（α≤35°），采用该微吹气孔布局不能产生有效的偏航力矩。控制口优化有望提高微吹气技术在中等迎角范围内的效率。

关键词：战斗机迎角微吹气技术涡流控制风洞试验

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用于战斗机大迎角涡流控制的微吹气技术

飞机设计 2002年第4期22卷 37-39页

作者：王慧彭锡铭

在F－15E战斗机构型的低速风洞中，对在大迎角时控制前体涡非对称的微吹气技术的效能进行了研究。在以前用一般外形的前机身进行的试验基础上，评估了一种吹气口装置。在很大迎角时（α＞50°），微吹气技术在产生偏航力矩和控制偏航... 详细信息

在F－15E战斗机构型的低速风洞中，对在大迎角时控制前体涡非对称的微吹气技术的效能进行了研究。在以前用一般外形的前机身进行的试验基础上，评估了一种吹气口装置。在很大迎角时（α＞50°），微吹气技术在产生偏航力矩和控制偏航力矩量值方面是有效的，与高压喷嘴吹气所验证的效果相当，而前者仅需1／100的质量流量。这就证明，通过控制不稳定点的涡流场可以获得这种杠杆作用。在中等迎角的情况下（α≤35°），采用该微吹气孔布局不能产生有效的偏航力矩。控制口优化有望提高微吹气技术在中等迎角范围内的效率。

关键词：战斗机大迎角涡流控制微吹气技术

中国人的智慧CY-1侧板鸭式气动布局独创的涡流控制技术

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国际航空 2003年第4期 45-46页

在2002年的珠海航空航天展览会上，由北京超翼公司推出的CY-1“超翼”战斗机模型以其独特的侧板鸭式气动布局引起许多中外行家的关注。这种在世界上独创的气动外形，突破了现代鸭式布局飞机的设计理念，不仅消除了一般鸭式气动布局所固... 详细信息

在2002年的珠海航空航天展览会上，由北京超翼公司推出的CY-1“超翼”战斗机模型以其独特的侧板鸭式气动布局引起许多中外行家的关注。这种在世界上独创的气动外形，突破了现代鸭式布局飞机的设计理念，不仅消除了一般鸭式气动布局所固有的纵向力矩非线性特性，同时提高了最大升力，改善了飞行器的大迎角性能，充分体现了设计者的智慧。

关键词： CY-1“超翼”战斗机侧板鸭式气动布局涡流控制电传操纵系统气动外形

基于MEMS技术的三角翼飞行器涡流控制系统研究

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计算机测量与控制 2008年第7期16卷 962-963,979页

作者：林万波陆宇平南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

飞行器涡流控制是运用流体喷、吸,可主动配置的控制面,前缘、后缘襟翼,可变形可跳动边缘及MEMS微动作器等来对涡流高感受区施加扰动改变或破坏其对称性,从而获得飞行器所需要的滚转、俯仰、甚至偏航空气动力的控制技术。针对一种采用了M... 详细信息

飞行器涡流控制是运用流体喷、吸,可主动配置的控制面,前缘、后缘襟翼,可变形可跳动边缘及MEMS微动作器等来对涡流高感受区施加扰动改变或破坏其对称性,从而获得飞行器所需要的滚转、俯仰、甚至偏航空气动力的控制技术。针对一种采用了MEMS作动器的三角翼模型作为涡流控制系统的简化模型,提出了涡流控制系统的设计构想,并利用对现有数据对飞行器滚转力矩特性进行了仿真,结果表明当力矩特性具有良好的线性时,使用PID控制系统能得到比较好的响应曲线。

关键词： MEMS 三角翼涡流控制

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变频器在塔式起重机上的应用研究

中国设备工程 2024年第3期 158-160页

作者：牛建民中铁大桥局机械化施工分公司湖北武汉430050

变频器是一种电子器件,用于调整电动机的电源频率,从而实现电机转速的调节。在塔式起重机上科学采用变频器技术,可以显著提升设备性能和操作灵活性。本文以集成了涡流控制的麦格米特MV600L变频器为研究对象,探究该变频器在塔式起重机上... 详细信息

变频器是一种电子器件,用于调整电动机的电源频率,从而实现电机转速的调节。在塔式起重机上科学采用变频器技术,可以显著提升设备性能和操作灵活性。本文以集成了涡流控制的麦格米特MV600L变频器为研究对象,探究该变频器在塔式起重机上的应用。首先,详细介绍塔机的基本信息,然后围绕塔机三大机构中的驱动系统展开分析,详细阐述应用变频器后,相较传统驱动方式的优势。希望本文研究可以为塔式起重机设计优化提供参考,从而有效避免因负载波动或外界干扰而导致的设备振动和不稳定情况发生,进一步提升塔式起重机的安全性和可靠性。

关键词：塔式起重机变频器涡流控制应用设计