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脉冲燃烧风洞测力系统传力特性研究

振动与冲击 2018年第21期37卷 117-125,142页

作者：李世超高宏力刘勃锴付国强鲁采江西南交通大学机械工程学院成都610000

脉冲风洞测力系统传力特性研究有助于评价风洞测力试验数据的准确性。目前,该类研究鲜见报道。针对力在测力系统中的传递难以测量及系统结构对传感器安装位置限制的特点,提出了一种基于有限元仿真的风洞测力系统传力特性分析方法。基于... 详细信息

脉冲风洞测力系统传力特性研究有助于评价风洞测力试验数据的准确性。目前,该类研究鲜见报道。针对力在测力系统中的传递难以测量及系统结构对传感器安装位置限制的特点,提出了一种基于有限元仿真的风洞测力系统传力特性分析方法。基于参数辨识的方法建立系统整机动力学模型,并对整机进行了模态试验,验证了该有限元模型的准确性;基于飞行动力学理论选取飞行器模型重心与天平间的传力特性来描述整机传力特性;在此基础上,进行谐响应分析,获得力在飞行器模型重心与天平浮动框间的传递特性;将飞行器模型所受气动力等效成模型重心处的集中力,并对其进行傅里叶变换,展开成一系列谐波力信号,基于重心-天平浮动框的传递特性计算各谐波力信号传递至天平浮动框后的大小;以天平测试分辨率为依据,筛选出未被天平识别的谐波力,并计算其能量占总体信号能量的百分比,以此来评估测力系统传力特性的好坏。分析结果表明,测力系统在轴向、径向与垂向具有良好的传力特性,能保证测力试验数据的可靠性。该方法可为测力系统测试精度预测与及测试误差影响因素分析提供技术支持,具有广阔的应用前景。

关键词：脉冲燃烧风洞测力系统傅里叶变换频响函数传力特性

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脉冲燃烧风洞测力系统动态标定方法

实验流体力学 2017年第4期31卷 51-58页

作者：武龙王锋乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

针对脉冲燃烧风洞中的测力系统,提出了一种动态标定方法。利用力锤在模型表面上不同位置,沿不同方向施加一系列集中载荷,由输入载荷和天平输出辨识出该表面对应的单位脉冲响应函数(UIRF),再将各表面对应的UIRF加权得到系统的UIRF,加权... 详细信息

针对脉冲燃烧风洞中的测力系统,提出了一种动态标定方法。利用力锤在模型表面上不同位置,沿不同方向施加一系列集中载荷,由输入载荷和天平输出辨识出该表面对应的单位脉冲响应函数(UIRF),再将各表面对应的UIRF加权得到系统的UIRF,加权系数由试验状态下各表面的压力分布确定。辨识某表面对应的UIRF时,通过将其参数化使反卷积问题转化为参数优化问题以回避问题的病态特性。求解参数优化问题时,先用遗传算法搜索到参数全局最优解的近似值,再以此作为单纯形方法的初值继续优化得到参数最优值。在ANSYS中模拟了动态标定过程,考虑了实际试验中输出应变含有较大噪声的情况,验证了这种动态标定方法的准确性。

关键词：脉冲燃烧风洞动态标定参数辨识遗传算法单纯形方法

脉冲燃烧风洞与常规高超声速风洞数据相关性研究

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实验流体力学 2018年第3期32卷 64-68页

作者：贺元元吴颖川张小庆林其中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

不同风洞因模拟来流参数不同,对高超声速飞行器气动力试验结果影响很大。总结了脉冲燃烧风洞和常规高超声速风洞不通气标模的试验和计算结果,分析了水凝结、雷诺数、壁温比对模型气动性能的影响规律。脉冲燃烧风洞获得的气动性能变化规... 详细信息

不同风洞因模拟来流参数不同,对高超声速飞行器气动力试验结果影响很大。总结了脉冲燃烧风洞和常规高超声速风洞不通气标模的试验和计算结果,分析了水凝结、雷诺数、壁温比对模型气动性能的影响规律。脉冲燃烧风洞获得的气动性能变化规律与常规高超声速风洞一致,脉冲燃烧风洞获得的阻力系数比常规高超声速风洞阻力系数大15%左右,其中雷诺数影响较小,在5%以内,壁温比影响较大,在10%以上。结合数值计算对造成差异的原因进行分析,认为壁面传热对边界层速度型的影响是主要因素。

关键词：脉冲燃烧风洞常规高超声速风洞数据相关性雷诺数壁温比

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脉冲燃烧风洞测力天平研制与应用

实验流体力学 2016年第4期30卷 66-70页

作者：贺伟高昌张小庆于时恩中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力学研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

介绍了一种用于脉冲燃烧风洞高超重载模型冷、热态测力试验的腹支内式六分量应变天平研制方案。燃烧脉冲风洞试验时间短、冲击载荷大,模型重量大,要求天平能够快速响应,设计方案兼顾了刚度和灵敏度,天平静校指标满足要求。试验结果表明... 详细信息

介绍了一种用于脉冲燃烧风洞高超重载模型冷、热态测力试验的腹支内式六分量应变天平研制方案。燃烧脉冲风洞试验时间短、冲击载荷大,模型重量大,要求天平能够快速响应,设计方案兼顾了刚度和灵敏度,天平静校指标满足要求。试验结果表明,天平输出信号与燃烧室压力的跟随性良好,能够正确反映模型的受力状态,轴向力系数的重复性精度达到了1.6%,天平性能稳定,由模型/天平/支架构成的测力系统在轴向力、法向力和俯仰力矩3个分量上输出信号的主频均满足脉冲风洞的测力要求。该天平方案满足重载模型在脉冲燃烧风洞试验中的测力要求。

关键词：应变天平脉冲燃烧风洞快速响应

基于结合部优化的脉冲燃烧风洞测力系统动态特性优化

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推进技术 2018年第1期39卷 176-184页

作者：李世超高宏力刘伟雄张小庆刘勃锴西南交通大学机械工程学院四川成都610000 中国空气动力研究与发展中心高超中心四川绵阳621000

对脉冲燃烧风洞测力系统动态特性进行优化有助于改善风洞测力实验数据的准确性。提出了一种基于结合部动态特性优化来改善测力系统整机动态特性的方法。首先在Ansys中准确建立了风洞测力系统整机有限元模型,其中采用弹簧-阻尼模型来模... 详细信息

对脉冲燃烧风洞测力系统动态特性进行优化有助于改善风洞测力实验数据的准确性。提出了一种基于结合部动态特性优化来改善测力系统整机动态特性的方法。首先在Ansys中准确建立了风洞测力系统整机有限元模型,其中采用弹簧-阻尼模型来模拟结合部的接触特性,通过Yoshimura法计算出弹簧-阻尼单元的刚度系数和阻尼系数。其次,进行模态分析,并计算各阶模态下的测力系统应变能密度分布,基于应变能密度分布分析发现结合部为测力系统刚度最为薄弱的地方。最后,以结合部接触面压为优化变量对测力系统进行动态特性优化,对比了优化前后测力系统的前五阶固有频率和天平应变片粘贴处的频响函数,发现优化后的整机固有频率较优化前有明显的提高,最高提高了16.7%,所有应变片粘贴处的频响函数幅值较优化前有明显的降低,测力系统的动态特性有了较明显的改善,验证了该优化方法的可行性。

关键词：脉冲燃烧风洞测力系统结合部应变能密度动态特性优化

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气体取样分析在脉冲燃烧风洞试验中的应用

空气动力学学报 2016年第3期34卷 362-367页

作者：伍军谭宇刘伟雄青龙张小庆中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

针对脉冲燃烧风洞试验条件及超燃冲压发动机燃烧室出口流场环境,设计了用于脉冲燃烧风洞流场氧气组分浓度校核及发动机燃烧室出口气流组分分析的探针取样-气相色谱分析测量系统,并在此基础上完成了对取样探针内部流场特性及燃气化学反... 详细信息

针对脉冲燃烧风洞试验条件及超燃冲压发动机燃烧室出口流场环境,设计了用于脉冲燃烧风洞流场氧气组分浓度校核及发动机燃烧室出口气流组分分析的探针取样-气相色谱分析测量系统,并在此基础上完成了对取样探针内部流场特性及燃气化学反应冻结情况分析。分析结果表明,进入探针的气流被有效冷却,能够实现化学反应冻结。利用风洞试验气流进行了系统校核,系统控制方面能够满足脉冲风洞试验测量要求,所得到的气流中氧气含量测量值与理论值吻合较好,偏差小于5%,甚至低至0.4%。利用该系统对马赫数2.6来流条件、直连式燃烧室模型燃烧工况下,出口不同位置处燃气中O2、N2和CO2等主要气体组分进行了直接测量,并进而估算了各测点处的表观燃烧效率,获得了其变化情况,所得到的结果在一定程度上反映了燃烧室中燃料的分布情况。

关键词：脉冲燃烧风洞超燃冲压发动机燃烧室组分分析取样

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脉冲燃烧风洞动态标定自动加载系统设计

脉冲燃烧风洞动态标定自动加载系统设计

脉冲燃烧风洞及其在超燃发动机试验研究中的应用

中国航天第三专业信息网第四十届技术交流会暨第四届空天动力联合会议

作者：赵康高宏力戴志坤黄巨挺李世超刘勃锴西南交通大学机械工程学院

脉冲燃烧风洞的试验时间极短,动态标定实验在脉冲燃烧风洞的测力系统中至关重要,为了兼顾各种标准力源的输出及避免人为操作误差,本文设计了一个动态力自动加载系统,可以提供动态标定所需要的高响应动态力。该装置由可伸缩的电机固定架... 详细信息

脉冲燃烧风洞的试验时间极短,动态标定实验在脉冲燃烧风洞的测力系统中至关重要,为了兼顾各种标准力源的输出及避免人为操作误差,本文设计了一个动态力自动加载系统,可以提供动态标定所需要的高响应动态力。该装置由可伸缩的电机固定架、永磁同步直线电机(PMLSM)和加载部件等组成,以实现对飞行器模型不同面受力点的精准的力加载。本文以DSP为运动控制核心,采用基于空间电压矢量调制(SVPWM)的直接推力控制算法,建立了基于SVPWM算法的PMLSM直接推力控制系统的数学模型,采用磁链和推力双闭环方式,搭建了SIMULINK环境下的仿真模型,并分别对传统PID算法和模糊PID算法进行了仿真分析,仿真结果表明,基于模糊PID算法的直接推力控制提高了约10%的稳态响应速度,可以得到更加稳定快速的推力,证明了系统的鲁棒性和抗干扰能力。

关键词：脉冲燃烧风洞动态标定动态力加载直接推力控制

来源： cnki会议评论

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脉冲燃烧风洞及其在超燃发动机试验研究中的应用

第十届全国激波与激波管学术讨论会

作者：贺伟刘伟雄白菡尘丛京伟李向东乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心超高速所

本文介绍了脉冲燃烧风洞的设计原理、调试过程,对调试结果进行了分析和讨论,并利用此风洞成功地进行了超燃发动机模型试验,取得了与国外同类设备试验数据相一致的结果。

关键词：超燃发动机脉冲燃烧风洞试验

来源： cnki会议评论

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脉冲燃烧风洞排气总温和浓度测量技术研究

脉冲燃烧风洞排气总温和浓度测量技术研究