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含接触界面的叶片非线性模态分析方法

推进技术 2023年第12期44卷 155-163页

作者：王相乾周标陈伟南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室江苏南京210016

为揭示含复杂接触界面的大规模叶片的非线性模态特性,建立了含接触界面的叶片非线性模态高效分析方法。以含缘板阻尼器的简化涡轮叶片有限元模型为例,介绍了含接触非线性耗散系统的阻尼非线性模态的基本定义;综合采用多谐波平衡法和基... 详细信息

为揭示含复杂接触界面的大规模叶片的非线性模态特性,建立了含接触界面的叶片非线性模态高效分析方法。以含缘板阻尼器的简化涡轮叶片有限元模型为例,介绍了含接触非线性耗散系统的阻尼非线性模态的基本定义;综合采用多谐波平衡法和基于高精度频响函数矩阵的线性自由度压缩方法,将非线性计算规模降低至初始模型的1/88,实现了含接触界面的大规模叶片有限元模型的非线性模态高效分析;基于能量平衡思想探索了叶片阻尼非线性模态振动与其共振点强迫振动响应之间的关联。结果表明,该非线性模态分析方法能够同步揭示叶片非线性模态频率和非线性阻尼比的振幅相关特性,对于涡轮叶片的动力学设计和缘板阻尼器的减振能力的量化评估具有重要意义。

关键词：接触界面叶片阻尼非线性模态多谐波平衡法能量平衡

基于离散伴随的高超声速密切锥乘波体气动优化设计

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航空学报 2023年第4期44卷 59-77页

作者：刘超宇屈峰孙迪刘传振钱战森白俊强西北工业大学航空学院西安710072 中国航天空气动力技术研究院北京100074 中国航空工业空气动力研究院沈阳110034

基于定平面形状的密切锥乘波体设计方法能够显著提高传统乘波体的设计灵活性和整体升阻特性。但是该类乘波体在设计时忽略了三维效应、黏性效应以及头部/前缘的钝化效应,在设计工况下仍会出现溢流,升阻比难以达到最优;另外,这类乘波体... 详细信息

基于定平面形状的密切锥乘波体设计方法能够显著提高传统乘波体的设计灵活性和整体升阻特性。但是该类乘波体在设计时忽略了三维效应、黏性效应以及头部/前缘的钝化效应,在设计工况下仍会出现溢流,升阻比难以达到最优;另外,这类乘波体仍具有传统乘波体在偏离设计条件下气动特性会出现恶化的不足。因此,有必要在考虑黏性的情况下,针对定平面形状的密切锥乘波体开展全机气动优化设计。结合基于全速域通量求解方法和RANS湍流模型的高精度CFD求解器、鲁棒的结构网格变形方法、自由变形参数化方法、离散伴随方法以及序列二次规划算法,实现了基于离散伴随的高超声速飞行器气动优化设计方法。基于上述方法,针对定平面形状的密切锥乘波体开展了单点和多点的三维整机气动优化设计。在400万多块结构网格、600个设计变量以及303个设计约束条件下,所采用的离散伴随优化方法仅花费2240CPU小时和3360CPU小时即完成了三维整机单点和多点的优化设计。结果表明,相较于初始构型,单点优化得到的构型在设计状态下的升阻比提升了近5%;多点优化得到的构型可保证在设计点状态升阻特性没有损失的同时,将非设计点的升阻比提升10%以上,进而在一定程度上改善了定平面密切锥乘波体的理论局限性。

关键词：高超声速气动优化设计离散伴随密切锥乘波体定平面

细胞或高分子输送用“Y”形流管无阀压电泵的工作原理及流量特性

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机械工程学报 2008年第9期44卷 92-99页

作者：张建辉路计庄夏齐霄寇杰任刚南京航空航天大学精密驱动研究所南京210016 北京工业大学机械工程及应用电子技术学院北京100022 北京联合大学机电工程学院北京100020 克莱姆森大学机械工程系

在泵腔上安装两支互为倒置的具有一定夹角的三通流管,组成泵腔的流入、排出口,并与压电振子、泵体及其他部件共同构成了"Y"形流管无阀压电泵。该泵无自身化学污染源及电磁污染源,也没有阀的开启过程;同时,具有极大的可微小化和集成化的... 详细信息

在泵腔上安装两支互为倒置的具有一定夹角的三通流管,组成泵腔的流入、排出口,并与压电振子、泵体及其他部件共同构成了"Y"形流管无阀压电泵。该泵无自身化学污染源及电磁污染源,也没有阀的开启过程;同时,具有极大的可微小化和集成化的结构能力;而且,在流管内产生的漩涡相对较小,有利于输送活体细胞及长链高分子。提出新型"Y"形流管无阀压电泵的结构。基于有限体积法,分别模拟锥形流管与"Y"形流管中的压力分布与速度矢量分布,证明"Y"形流管中的漩涡远小于圆锥流管中的漩涡,速度、压力的变化也较圆锥流管低。通过具体分析压电振子的振动,建立泵容积变化方程;同时建立泵流量与压电振子频率之间的关系式。最后,通过对所研究的"Y"形流管无阀压电泵进行流量试验后证明"Y"形流管无阀压电泵具有泵特性,进而证明了上述理论模型的正确性。

关键词：压电泵 “Y”形流管漩涡流量

加热方式对垃圾热解过程中HCl析出特性影响的实验研究

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重庆环境科学 2002年第3期24卷 9-11,16页

作者：王志李爱民巴德纯武卫东沈阳航空工业学院辽宁沈阳110034 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

在自行设计的小型外热式固定床试验台上 ,以垃圾中广泛存在的 PVC为原料 ,通过改变加热方式、热解终温等参数 ,重点研究了快、慢两种加热方式下垃圾热解过程中 HCl的析出特性。

关键词：加热方式垃圾热解 HCl 析出特性实验研究垃圾处理

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路网中连续反向k近邻查询处理

计算机工程与设计 2014年第7期35卷 2395-2401页

作者：卢秉亮崔晓玉刘娜沈阳航空航天大学计算机学院辽宁沈阳110136 沈阳工程学院信息学院辽宁沈阳110136

现存的反向k近邻查询方案中,比较高效地研究大多集中在欧式空间,对于路网中的反向k近邻查询的研究相对较少。针对这一问题,考虑路网中移动查询点和移动数据对象的移动性,选用PMR四叉树来索引路网,基于安全区的概念提出一种反向k近邻(Rk... 详细信息

现存的反向k近邻查询方案中,比较高效地研究大多集中在欧式空间,对于路网中的反向k近邻查询的研究相对较少。针对这一问题,考虑路网中移动查询点和移动数据对象的移动性,选用PMR四叉树来索引路网,基于安全区的概念提出一种反向k近邻(RkNN)查询算法,通过监控查询点和移动对象的安全区来处理路网更新。基于"初始化-维护更新"框架,采用Dijkstra搜索策略,设置验证监控区域来判定候选对象解的真假性。为了减少网络搜寻的工作量,提出了一系列剪枝规则来削减搜索空间。实验结果表明,该算法适用于路网中k值不固定的连续RkNN查询。

关键词：路网移动性连续反向k近邻(RkNN) 安全区 PMR四叉树

外物损伤对不锈钢模拟叶片疲劳强度的影响研究

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推进技术 2021年第12期42卷 2808-2817页

作者：王凌峰许祥胜赵振华陈伟南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室江苏南京210016

为了研究不锈钢叶片在承受外物损伤后的剩余疲劳强度,开展了1Cr15Ni4Mo3N不锈钢模拟真实前缘叶片的外物损伤(FOD)与高周疲劳(HCF)试验。使用空气炮法对模拟叶片进行了FOD试验,结果表明,损伤主要可分为半圆型、V型和撕裂型三类,且损伤深... 详细信息

为了研究不锈钢叶片在承受外物损伤后的剩余疲劳强度,开展了1Cr15Ni4Mo3N不锈钢模拟真实前缘叶片的外物损伤(FOD)与高周疲劳(HCF)试验。使用空气炮法对模拟叶片进行了FOD试验,结果表明,损伤主要可分为半圆型、V型和撕裂型三类,且损伤深度随着钢珠直径、入射速度的增大而增大。基于步进法开展了FOD试样的HCF试验,试验结果表明,FOD试样的振幅疲劳强度下降了70%以上,且随着损伤深度、入射速度的增大表现出明显的下降趋势。不同类型缺口的高周疲劳强度存在差异,半圆型缺口疲劳强度较高,V型缺口稍低,撕裂型缺口最低。使用SEM观测了FOD缺口及断口微观特征,疲劳裂纹源区均位于缺口根部表面附近,说明高速冲击造成的材料丢失、剪切带与剪切韧窝等微观特征促使了疲劳裂纹的萌生。

关键词：外物损伤高周疲劳强度不锈钢缺口类型微观损伤

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下肢康复外骨骼的步态交互设计研究进展

机械工程学报 2023年第17期59卷 175-188页

作者：高一聪王彦坤郑浩魏喆谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 浙江大学设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310000 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

中国正向深度老龄化社会高速迈进,脑卒中等老年性疾病人群逐年增多,开展面向助老适老的智能产品研究具有广阔的应用前景与重要的学术价值。下肢康复外骨骼是一种与穿戴者肢体交互并为其提供相应运动辅助和训练的人机交互共融智能产品。... 详细信息

中国正向深度老龄化社会高速迈进,脑卒中等老年性疾病人群逐年增多,开展面向助老适老的智能产品研究具有广阔的应用前景与重要的学术价值。下肢康复外骨骼是一种与穿戴者肢体交互并为其提供相应运动辅助和训练的人机交互共融智能产品。利用下肢康复外骨骼进行科学有效的康复运动训练,患者的肌力得以增强,脑神经和患肢之间的传递通路得以重建。根据穿戴者的下肢运动功能缺失或减弱程度生成并调整步态以进行安全有效的康复训练,是目前下肢康复外骨骼的研究前沿与热点。针对下肢运动功能障碍导致的行走方式差异化和康复步态规划个性化问题,结合国内外下肢康复外骨骼步态交互设计的研究进展,围绕下肢康复外骨骼步态性能评价标准、步态生成方法、步态控制策略和典型康复应用进行了重点分析探讨。最后总结并对下肢康复外骨骼的步态交互设计未来发展方向进行了展望,为相关研究人员提供参考。

关键词：交互设计康复步态设计下肢康复外骨骼智能产品

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基于高斯混合模型的工业机器人适应性抓取

组合机床与自动化加工技术 2018年第6期 23-26页

作者：刘正勇陈友东王广炎合肥欣奕华智能机器有限公司合肥230013 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

在机器人抓取物体的过程中,机器人要调整自身的位姿,以适应物体位姿的变化。提出了一种基于高斯混合模型的适应性抓取方法,实现了机器人在较大工作区域中对物体的抓取。该方法采用高斯混合模型进行建模,构建物体的观测变量与机器人关节... 详细信息

在机器人抓取物体的过程中,机器人要调整自身的位姿,以适应物体位姿的变化。提出了一种基于高斯混合模型的适应性抓取方法,实现了机器人在较大工作区域中对物体的抓取。该方法采用高斯混合模型进行建模,构建物体的观测变量与机器人关节变量之间的映射关系。机器人抓取物体时,首先通过相机获取物体的观测变量,分别计算各个高斯分布下该观测变量的生成概率,选取后验概率最大的分布对应的高斯过程回归得到适应性的机器人关节角度。实验结果表明,采用高斯混合模型建模,比采用单一的高斯过程建模能够使机器人更好地实现适应性抓取。

关键词：高斯混合模型适应性抓取机器人控制机器人视觉

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智能控制中的多Agent系统

控制理论与应用 2006年第5期23卷 810-814页

作者：方义熊璋王剑昆北京航空航天大学计算机学院北京100083 中国航空工业第一集团公司第304研究所北京100095

根据智能控制的安全、经济和舒适三大目标,提出一种新的基于BACnet(楼宇自动控制网络数据通信协议)的MAS(多Agent系统)框架．此框架通过不同层次、不同功能的Agent的自治能力及协作协调,使得智能控制系统的各个相对分散的子系统能够有... 详细信息

根据智能控制的安全、经济和舒适三大目标,提出一种新的基于BACnet(楼宇自动控制网络数据通信协议)的MAS(多Agent系统)框架．此框架通过不同层次、不同功能的Agent的自治能力及协作协调,使得智能控制系统的各个相对分散的子系统能够有效地结合在一起．全局Agent负责整体功能的实现,而每个子系统均设置自身的Agent组．此外,还提出了基于MAS框架的SAS(安防自动化系统)逻辑结构,同时遵循FIPA(智能物理Agent基金)标准设计了此MAS系统的Agent通信语言,并对SAS系统进行了重点分析和研究,包括CCTV(闭路电视监控)系统和基于Auto-ID(自动识别)的系统．

关键词：多Agent系统智能控制通信语言 BACnet