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仪表检定证书在泵试验台的应用

煤化工 2024年第2期52卷 123-127页

作者：尉馨婷张刚江海蛟北京航天动力研究所流体与旋转机械事业部北京100076

为保证泵试验台准确地测量试验泵的水力性能,泵试验台所有的测量仪表均由相关检定机构进行了检定,并出具了相应的检定证书。选取压力变送器、电磁流量计和扭矩仪的检定证书进行论述,探讨如何将这三种仪表的检定证书应用到泵试验台的水... 详细信息

为保证泵试验台准确地测量试验泵的水力性能,泵试验台所有的测量仪表均由相关检定机构进行了检定,并出具了相应的检定证书。选取压力变送器、电磁流量计和扭矩仪的检定证书进行论述,探讨如何将这三种仪表的检定证书应用到泵试验台的水力测量中,以提高泵试验台的准确度。其他仪表检定证书的应用方法可以参照执行。

关键词：泵试验台检定证书水力测量压力变送器电磁流量计扭矩仪

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推力调节球阀流量特性参数化建模

液压与气动 2024年第9期48卷 171-178页

作者：何广许健付剑北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航天动力研究所北京100076

调节阀广泛应用于工业自动化领域,用于精确控制流体的流量、压力、温度等参数。应用于可重复使用液氧/甲烷发动机推力调节系统的推力调节阀,为浮动阀座矩形窗口球阀,通过控制进入燃气发生器的甲烷及液氧流量来调节涡轮泵的功率,从而实... 详细信息

调节阀广泛应用于工业自动化领域,用于精确控制流体的流量、压力、温度等参数。应用于可重复使用液氧/甲烷发动机推力调节系统的推力调节阀,为浮动阀座矩形窗口球阀,通过控制进入燃气发生器的甲烷及液氧流量来调节涡轮泵的功率,从而实现推力调节。首先对调节阀的流量特性进行理论建模。通过参数化分析调节阀阀座和阀芯的流通特性,提出了一种理论模型来预测阀的流量系数。采用CFD仿真和实验测定方法验证理论模型,并对比理论值、仿真值和测量值。结果表明,理论模型能较好地预测中等开度下的流量系数,但在极小和极大开度下存在偏差。最后指出了进一步研究和改进的方向,以提高模型在极端开度下的准确性。

关键词：调节球阀流量特性理论模型 CFD仿真

超燃冲压发动机磁流体发电通道数值模拟研究(英文)

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推进技术 2024年

作者：凌文辉武劭恂张义宁刘琛源孟皓北京动力机械研究所

磁流体动力学（MHD）反向能量旁路技术是超燃冲压发动机系统中一种很有前途的能量再分配技术，它与发电设备相结合，为长距离飞行提供必要的机身动力。本文通过使用商业软件Fluent建立并验证了超燃冲压发动机磁流体发电通道的计算模型... 详细信息

磁流体动力学（MHD）反向能量旁路技术是超燃冲压发动机系统中一种很有前途的能量再分配技术，它与发电设备相结合，为长距离飞行提供必要的机身动力。本文通过使用商业软件Fluent建立并验证了超燃冲压发动机磁流体发电通道的计算模型。研究发现，当磁感应强度为1、2、3、4 T时，发电效率分别为22.5%、22.3%、22.0%、21.5%，且随磁感应强度的增加而降低，焓提取率分别为0.026%、0.1%、0.21%、0.34%，随磁感应强度的增加而增加。电磁作用对发电通道内气流的减速能力随着磁感应强度的增大而增大。磁场强度越强，马赫数的降低效果越明显。发电效率会随着磁感应强度增大而降低，焓提取率则会随着磁感应强度增大而增大。由于局部电流聚集在发电区域进出口，沿程方向的总温、总焓并非呈线性变化，在进出口存在极大值与极小值。增加电极数量可以有效调节焦耳热耗散的占比，从而可提高发电效率。

关键词：超燃冲压发动机磁流体力学发电通道电离种子数值模拟

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考虑时频域性能指标的高超声速智能控制方法

宇航学报 2024年第4期45卷 603-612页

作者：安帅斌刘永臻张永亮刘君刘凯大连理工大学力学与航空航天学院大连116081 沈阳飞机设计研究所沈阳110034 北京动力机械研究所北京100074

针对高超声速飞行器在宽飞行包线、强气动不确定性条件下的姿态控制问题,提出了一种考虑系统时频域性能指标的智能最优控制方法。该方法分为离线与在线两部分:离线过程中,根据高超声速飞行器动力学模型与线性二次调节器(LQR)控制设计方... 详细信息

针对高超声速飞行器在宽飞行包线、强气动不确定性条件下的姿态控制问题,提出了一种考虑系统时频域性能指标的智能最优控制方法。该方法分为离线与在线两部分:离线过程中,根据高超声速飞行器动力学模型与线性二次调节器(LQR)控制设计方法,生成大量姿态控制仿真样本数据集,构建控制性能指标评价模型,筛选最优控制参数,建立以飞行状态与气动不确定性为输入,最优LQR控制参数为输出的神经网络映射关系;在线过程中,通过实时气动参数辨识,捕获高超声速飞行器气动不确定性,运用智能参数优化网络,使得在气动不确定性条件下,高超声速飞行器姿态控制仍为满足控制指标的最优控制参数。最后,通过仿真验证了本文提出的方法能够有效提高宽飞行包线、强不确定性情况下高超声速飞行器姿态控制的鲁棒性。

关键词：高超声速飞行器姿态控制深度神经网络最优控制

高超声速飞行器前体/进气道一体化气动设计回顾与展望

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空天技术 2024年第2期2024卷 15-38页

作者：许耀宇黄河峡谭慧俊蔡佳刘梦莹王磊满延进李宏东南京航空航天大学能源与动力学院进排气技术教育部重点实验室南京工业职业技术大学航空工程学院北京空天技术研究所北京动力机械研究所

高超声速飞行器具有飞行速度快、突防能力强的优点，现已经成为世界各国军事战略及装备发展博弈的焦点之一，前体/进气道一体化气动设计是提升高超声速飞行器/推进系统性能的一个核心途径。综述了升力体/进气道、乘波前体/进气道以及轴... 详细信息

高超声速飞行器具有飞行速度快、突防能力强的优点，现已经成为世界各国军事战略及装备发展博弈的焦点之一，前体/进气道一体化气动设计是提升高超声速飞行器/推进系统性能的一个核心途径。综述了升力体/进气道、乘波前体/进气道以及轴对称前体/进气道这3类典型前体/进气道一体化构型的气动设计方法，总结了前体/进气道波系组织、基准流场、流线追踪以及三维非均匀来流条件下前体/进气道波系设计等方面取得的重要进步，这些进步为高超声速前体/进气道的工程设计奠定了重要的理论和方法基础。最后，针对各类前体/进气道一体化构型指出了当前面临的共性问题以及未来的优化方向。

关键词：高超声速飞行器升力体乘波前体轴对称前体进气道一体化

侵彻双层靶板过程中PBX装药的宏-细观损伤数值模拟研究

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高压物理学报 2024年

作者：张晓微赵河明郑晓波张巧王志军肖有才中北大学机械与动力工程学院中国工程物理研究院流体物理研究所

针对高速战斗部侵彻双层目标时装药的损伤问题，基于内聚力模型开展了PBX装药战斗部侵彻双层靶板的数值模拟研究。采用内聚力模型计算装药损伤的出现与演化，分析了侵彻速度与损伤发生的关系，通过损伤比对侵彻结束后PBX装药的损伤进行... 详细信息

针对高速战斗部侵彻双层目标时装药的损伤问题，基于内聚力模型开展了PBX装药战斗部侵彻双层靶板的数值模拟研究。采用内聚力模型计算装药损伤的出现与演化，分析了侵彻速度与损伤发生的关系，通过损伤比对侵彻结束后PBX装药的损伤进行了量化，建立了PBX装药细观损伤仿真模型，研究了侵彻双层靶板过程中PBX装药细观损伤机制。结果表明：当弹体垂直侵彻双层靶板时，在压-拉反复作用下，装药尾部形成了垂直于加载方向的贯穿裂纹，且装药的损伤程度随着侵彻速度的增大而增大；在侵彻双层靶板过程中，PBX装药的主要损伤模式是界面脱粘，微裂纹最先出现在颗粒边角处，并且逐渐增多，最终界面微裂纹失稳扩展并汇聚为连续的主裂纹。

关键词：双层靶板 PBX装药内聚力模型宏-细观损伤模拟微裂纹

基于边缘计算的轴向柱塞泵磨损状态辨识方法研究

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机械工程学报 2024年第4期60卷 189-199页

作者：王丹丹黄伟迪张军辉赵守军于斌刘施镐吕飞苏琦徐兵浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

判断轴向柱塞泵的磨损状态对维护轴向柱塞泵正常运行具有重要意义。然而,现有的轴向柱塞泵故障诊断方法大多为离线式和基于云计算的在线式,存在延时长和数据量大的问题,无法满足轴向柱塞泵磨损状态辨识的实时性需求。为了减少延迟时间... 详细信息

判断轴向柱塞泵的磨损状态对维护轴向柱塞泵正常运行具有重要意义。然而,现有的轴向柱塞泵故障诊断方法大多为离线式和基于云计算的在线式,存在延时长和数据量大的问题,无法满足轴向柱塞泵磨损状态辨识的实时性需求。为了减少延迟时间和传输数据量,提出一种基于边缘计算的轴向柱塞泵磨损状态辨识方法。构造出一个集成信号采集、信号预处理、特征提取和磨损状态分类的边缘节点,用于正确和实时地辨识磨损状态。设置4种轴向柱塞泵滑靴副磨损状态作为故障源,并构建相应的磨损故障数据集。为了减少边缘节点计算量,在上位机中利用随机森林包外误差选择敏感特征值。为了实现磨损状态辨识,在上位机中训练磨损状态分类的特征选择人工神经网络模型,并将信号预处理和特征提取功能算法以及模型参数嵌入边缘节点。通过与其他方法的比较和在线磨损状态辨识试验证明所提方法的正确性和实时性。

关键词：轴向柱塞泵边缘计算磨损状态辨识特征敏感程度人工神经网络

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基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法

空气动力学学报 2024年第2期42卷 68-75,I0002页

作者：李拓张清福潘翀陈爽申俊琦王宏伟李晓辉黄湛王晋军北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心宁波315800 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000 中国航天空气动力技术研究院北京100074

粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要... 详细信息

粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。

关键词：粒子图像测速混合PIV-PTV 粒子图像分割支持向量机维诺多边形

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船用楔形齿桨轴离合器设计与仿真分析

机械传动 2024年第3期48卷 102-108页

作者：俞翔栋殷浩博李铁吴维中国船舶集团有限公司第七一一研究所动力装置事业部上海201108 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对船用楔形齿桨轴离合器的参数设计问题,开展了船用楔形齿桨轴离合器设计研究。理论分析了船用楔形齿桨轴离合器自锁所需的临界摩擦因数随楔形齿压力角和楔形角变化的规律,并进行了仿真验证;建立了船用楔形齿桨轴离合器的多体动力学模... 详细信息

针对船用楔形齿桨轴离合器的参数设计问题,开展了船用楔形齿桨轴离合器设计研究。理论分析了船用楔形齿桨轴离合器自锁所需的临界摩擦因数随楔形齿压力角和楔形角变化的规律,并进行了仿真验证;建立了船用楔形齿桨轴离合器的多体动力学模型,研究了存在对齿误差时的接合过程。结果表明,船用楔形齿桨轴离合器降低了对齿过程的精度需求,在接合对齿过程存在0.4°以内的误差时可以在自身导向作用下完成接合。推导的自锁临界摩擦因数公式可以用来指导船用楔形齿桨轴离合器设计。

关键词：楔形齿桨轴离合器无侧隙接合过程自锁