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弹性飞机地面滑行随机最优控制

航空学报 2009年第8期30卷 1405-1412页

作者：张明聂宏南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

将主动控制缓冲器应用于飞机地面滑行减振。建立了飞机在随机跑道激励下,考虑机身俯仰运动与弹性振动的非线性随机动力学模型。采用统计线性化方法,使模型在平衡点附近线性化。加入前置线性滤波器将随机路面高斯激励转换成高斯白噪声激... 详细信息

将主动控制缓冲器应用于飞机地面滑行减振。建立了飞机在随机跑道激励下,考虑机身俯仰运动与弹性振动的非线性随机动力学模型。采用统计线性化方法,使模型在平衡点附近线性化。加入前置线性滤波器将随机路面高斯激励转换成高斯白噪声激励。基于随机最优控制理论,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器。由Monte-Carlo法模拟了路面随机过程,得到了飞机的动响应。通过主动控制缓冲器与被动控制缓冲器的仿真比较可以看出,主动控制缓冲器能够有效提高飞机地面滑行的舒适性与减振性。

关键词：主动控制起落架随机最优控制统计线性化弹性飞机

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双峰应力谱密度雨流幅值分布

航空学报 2009年第9期30卷 1666-1671页

作者：王明珠姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

为了在频域内解决双峰应力谱密度下的结构疲劳寿命估算问题,提出了双峰应力谱的雨流幅值分布模型,并给出了参数估算方法。假设雨流幅值分布为两个双参数Weibull分布的组合,权重系数反映了两个谱密度峰值对雨流幅值分布的贡献;雨流幅值... 详细信息

为了在频域内解决双峰应力谱密度下的结构疲劳寿命估算问题,提出了双峰应力谱的雨流幅值分布模型,并给出了参数估算方法。假设雨流幅值分布为两个双参数Weibull分布的组合,权重系数反映了两个谱密度峰值对雨流幅值分布的贡献;雨流幅值分布模型中的参数均是随机过程谱参数的函数。数值模拟结果表明:两个Weibull分布的组合能够很好地描述双峰应力谱的雨流幅值分布,模型中的参数能够根据双峰应力谱密度的谱参数计算得出。

关键词：随机振动雨流计数法幅值分布振动疲劳数值模拟双峰谱密度

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结构优化设计的改进交叉熵支持向量机方法

西北工业大学学报 2018年第3期36卷 448-455页

作者：张航李洪双南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

针对工程优化设计中隐式函数和高计算量困难,提出了支持向量机与改进交叉熵算法的组合优化算法。采用在设计变量空间内分布更为均匀的拉丁重心Voronoi结构抽样方法(Latinized centroidal Voronoi tessellation,LCVT)获得试验点,进而利... 详细信息

针对工程优化设计中隐式函数和高计算量困难,提出了支持向量机与改进交叉熵算法的组合优化算法。采用在设计变量空间内分布更为均匀的拉丁重心Voronoi结构抽样方法(Latinized centroidal Voronoi tessellation,LCVT)获得试验点,进而利用支持向量机得到高精度的代理模型。同时采用改进交叉熵方法,引入"全局精英样本"与"局部精英样本"概念,构建新的参数更新策略,以充分提取迭代过程中的隐含的有用信息。同时增加变异操作避免陷入局部最优。通过2个数值算例验证改进交叉熵支持向量机方法优于传统交叉熵支持向量机方法,利用1个工程算例验证改进交叉熵支持向量机方法在工程领域的可行性。

关键词：结构优化设计交叉熵均方误差支持向量机 LCVT抽样精英样本更新策略

非对称非线性系统非平稳随机响应的中心差分法

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振动工程学报 2009年第2期22卷 128-133页

作者：张明聂宏南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法。在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系... 详细信息

利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法。在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系统。算例表明:该方法计算结果和Monte Carlo模拟结果符合较好,且对所给算例,此方法比原中心差分法精确。该方法计算步骤简单,便于在计算机上实现,计算效率高。

关键词：随机振动非线性非对称中心差分法等价线性化

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双轮支柱式起落架刹车振动分析与减振优化

振动与冲击 2024年第5期43卷 328-337页

作者：蒋伟张明胡晓航朱鑫唐立明南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学航空学院南京210016

以某型双轮支柱式起落架为研究对象,对飞机刹车诱导低频振动问题进行了研究,首先建立了完备的飞机着陆刹车滑跑整机六自由度数学模型,并在Simulnk中完成模型的搭建,用以分析了刹车控制律的部分参数对抖振的影响。其次,以轮轴中心航向加... 详细信息

以某型双轮支柱式起落架为研究对象,对飞机刹车诱导低频振动问题进行了研究,首先建立了完备的飞机着陆刹车滑跑整机六自由度数学模型,并在Simulnk中完成模型的搭建,用以分析了刹车控制律的部分参数对抖振的影响。其次,以轮轴中心航向加速度的RMS值作为振动量化指标,与结合系数效率一同设置为优化目标,基于NSGA-Ⅱ算法对液压刹车控制系统参数进行多目标优化设计,得到了优化变量的Parato最优前沿面和TOPSIS方法折衷最优解。最后,根据得到的优化设计方案对比分析优化前后的轮轴中心振动响应,并设置多组仿真工况检验了优化方案对不同着陆环境的适应性。结果显示优化后的起落架轮轴中心加速度Rms值最大降幅能达到14.53%,结合系数效率最大增幅为3.65%,表明所提出的起落架减振优化设计方法具有良好的实现性。

关键词：飞机刹车系统起落架抖振多目标遗传优化数学模型刹车诱导振动

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超声速固体粒子侵蚀的欧拉模型

宇航学报 2014年第12期35卷 1367-1372页

作者：王正之朱春玲朱程香付斌南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 空间物理重点实验室北京100076

利用计算流体力学(CFD)技术,引入粒子容积分数的概念,基于欧拉两相流模型,计算超声速飞行器侵蚀表面粒子速度和容积分数分布,模拟侵蚀后的三维表面外形。以超声速计算结果为基础,针对现有拉格朗日法计算侵蚀后退率的局限性,推导出适用... 详细信息

利用计算流体力学(CFD)技术,引入粒子容积分数的概念,基于欧拉两相流模型,计算超声速飞行器侵蚀表面粒子速度和容积分数分布,模拟侵蚀后的三维表面外形。以超声速计算结果为基础,针对现有拉格朗日法计算侵蚀后退率的局限性,推导出适用于欧拉模型的计算公式。采用本文的数值模拟方法,模拟侵蚀后飞行器的外形,并与实验结果进行对比,验证了本文方法的正确性。计算和分析了不同环境参数对侵蚀量的影响,结果表明,马赫数和粒子容积分数对侵蚀量有较大影响,而粒子容积分数不变的情况下,粒子直径对侵蚀量影响不大。

关键词：粒子侵蚀超声速飞行器粒子容积分数数值模拟计算流体力学

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海鸥300飞机起落架着陆动力学试验研究

振动工程学报 2011年第3期24卷 299-303页

作者：薛彩军张莉张明聂宏南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

针对海鸥300水陆两栖飞机起落架落震试验的技术需求,研制一套用于轻型飞机起落架落震试验的动力冲击试验系统,解决了低摩擦滑道设计、机轮高速带转、跑道模拟、撞击平台设计等关键技术。结合CCAR-23-R 3要求,完成了海鸥300前起落架落震... 详细信息

针对海鸥300水陆两栖飞机起落架落震试验的技术需求,研制一套用于轻型飞机起落架落震试验的动力冲击试验系统,解决了低摩擦滑道设计、机轮高速带转、跑道模拟、撞击平台设计等关键技术。结合CCAR-23-R 3要求,完成了海鸥300前起落架落震调参试验、限制落震试验和储备能量吸收落震试验。结果表明,试验系统工作稳定可靠,起落架限制载荷系数在设计限制载荷系数范围内,储备能量吸收落震试验后起落架未发生损坏。试验系统可用于轻型飞机起落架落震试验,试验结果可作为海鸥300飞机适航取证的依据。

关键词：落震试验适航起落架限制载荷

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可靠性设计变量样本极值的区间估计法

南京航空航天大学学报 2008年第4期40卷 539-541页

作者：包洪兵姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

工程系统设计的变量大且多具有不确定性,它们的极大值和极小值同样也具有不确定性。传统的极值理论尚未很好地解决一组样本的极大值和极小值的区间估计问题。本文从次序统计理论出发,建立了该样本的极大值与极小值的区间估计算法,并对... 详细信息

工程系统设计的变量大且多具有不确定性,它们的极大值和极小值同样也具有不确定性。传统的极值理论尚未很好地解决一组样本的极大值和极小值的区间估计问题。本文从次序统计理论出发,建立了该样本的极大值与极小值的区间估计算法,并对大容量和小容量样本的情况分别进行了讨论,获得了在小样本情况下可用母体均匀分布获得的结果来估计样本极值区间的结论。算例结果表明本文提出的方法可以较好地进行样本极大值与极小值的区间估计。

关键词：可靠性样本极值次序统计量极值分布区间估计

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楔形体入波浪水面数值模拟

航空学报 2019年第10期40卷 41-54页

作者：金禹彤陈吉昌卢昱锦肖天航童明波南京航空航天大学航空学院飞行器先进设计技术国防重点学科实验室

数值模拟分析楔形体入波浪水面流体力学现象和运动姿态变化历程,为水上飞机在波浪水面起降提供技术和理论支持。基于有限体积法求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程和SSTk-ω湍流模型,结合整体动网格法的速度入口造波方法、阻... 详细信息

数值模拟分析楔形体入波浪水面流体力学现象和运动姿态变化历程,为水上飞机在波浪水面起降提供技术和理论支持。基于有限体积法求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程和SSTk-ω湍流模型,结合整体动网格法的速度入口造波方法、阻尼消波法和流体体积(VOF)液面捕捉技术构造数值波浪水池,耦合三/六自由度模型,实现楔形体入线性规则波和不规则波的数值模拟。在楔形体入静水面算例验证的基础上,详细研究二维楔形体在线性规则波波峰、波谷、平衡位置-上行速度和下行速度处入水过程的受力特性和运动姿态变化。结果表明:速度入口造波方法的波浪数值解与理论解析解较吻合,偏差为1%;在二维楔形体入规则波过程中,楔形体所受垂向力和垂向速度变化趋势相同,对横向位移影响较小,其数值变化少于0.01;在平衡位置入水过程中,模型的滚转角和横向速度变化明显,其数值变化约为波峰、波谷位置处的8倍和10倍。分析原因:平衡位置处波浪内流速度变化较快,模型所受波浪力冲量较大,且楔形体两侧斜边与波浪的相互作用力也参与到模型的运动中。数值模拟二维楔形体在线性不规则波5个随机时间点入水及三维楔形体在波峰、平衡位置-上行速度处入水过程,其变化规律及形成原因与入规则波相似。

关键词：楔形体有限体积法整体动网格法速度入口造波法波浪水面

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