高超声速气动热的耦合计算方法研究

为了准确预测高超声速飞行器承受的气动热载荷,需要进行流动-传热耦合分析.采用耦合传热方法,考虑流体流动和结构传热之间的实时相互影响,对圆柱壳高超声速气动加热风洞实验进行了三维非定常数值模拟,将数值模拟结果与实验结果进行了全面对比,得到的表面压力、冷壁热流、热壁热流和温度分布与实验结果符合良好,验证了耦合计算方法的准确性,提高了气动热模拟精度,实现了气动加热的准确计算.     

持续气动加热环境下的结构热载荷分析与应用

气动热问题是制约高超声速飞行器发展的关键问题之一,其产生的热流对结构固有特性具有显著的影响。热模态分析是研究热载荷对结构固有特性影响的一个重要方法,其分析结果对防热结构的选材与设计具有重要的参考价值。针对高超声速飞行器进气道前缘结构开展了热载荷分析与应用研究,计算了结构在冷壁热流及通过流-固耦合法解算的热壁热流两种载荷条件下的温度场及前三阶模态的振动幅度与固有频率的变化情况。结果表明:采用流-固耦合算法解算的热载荷适用于持续气动加热环境下的结构热分析及热模态分析。耦合计算600 s后受热结构逐渐趋于热平衡,此时最高温度达到1 200 K左右,前三阶模态的最大相对振动幅度分别增长了24.4%、5.6%和36.7%,固有频率分别下降了14.1%、8.8%和9.9%。     

高超声速飞行器热防护系统方案快速设计方法

针对高超声速飞行器多学科优化设计的需求,基于飞行器几何外形、弹道和热防护材料、热防护系统型号数据库,通过气动热快速预测方法和一维热响应预报方法的研究,建立了一种通用高超声速飞行器热防护系统快速设计方法。该设计方法实现了热防护系统优化设计的自动化,避免了传统设计过程需要多种分析工具以及过程繁琐等不足。最后结合典型服役环境,利用该方法对类X—37B飞行器的热防护系统进行快速设计,得到热防护系统的总质量。结果表明,方法能够快速有效地进行高超声速飞行器热防护系统的设计。     

高超声速飞行器技术研究进展

 高超声速技术作为新世纪航空航天的标志性技术,已成为国内外军事、航天领域关注的重点技术。对高超声速飞行器进行了分类,对国外主要军事大国高超声速飞行器的发展路线、总体方案、性能参数等进行了梳理,围绕对高超声速飞行器发展产生重要影响的气动设计技术、高超声速推进技术、高超声速结构热防护技术、高超声速制导控制技术,剖析了技术发展特点和技术发展方向。基于国外高超声速飞行器的型号发展和投入方向,认为高超声速滑翔飞行器将成为高超声速领域优先发展领域。     

高超声速飞行器气动耦合分析及协调控制研究

为解决高超声速飞行器姿态运动之间存在的强耦合问题,针对飞行器的气动耦合进行分析,并在此基础上设计了削弱气动耦合的姿态协调控制器。在分析高超声速飞行器状态三通道气动力矩之间的关系基础上,运用动态方程的耦合分析方法得到三通道之间气动耦合关系,求解出耦合度矩阵,引入耦合熵的概念,根据耦合熵判断耦合是否可忽略,并对飞行器姿态协调滑模控制器进行了设计。仿真结果表明,所设计的控制器可有效削弱飞行器三通道之间的气动耦合,在保证姿态稳定的前提下提高系统的动态响应能力。     

高超声速飞行器综合热效应问题

综合热效应会导致高超声速飞行器多物理场间的时-空强耦合效应更加显著,是未来长航时高超声速飞行器研制中将面临的一个重要问题.本文阐述了综合热效应问题的内涵,结合飞行器多系统耦合现象的物理链路,详细阐述了综合热效应问题的物理本质和预测方法,讨论分析了气动热、气动/结构/轨道耦合等影响综合热效应的关键问题,介绍了耦合实验研究方面的新进展,并对考虑新型复合防热材料跨尺度效应、基于多因素耦合方法的多系统优化设计、舱内热效应对防热系统的影响等综合热效应的外延与拓展问题进行了讨论.     

基于SDRE方法高超声速飞行器控制系统设计

高超声速飞行器拥有复杂且易变的气动特性,为确保高超声速飞行器在复杂的飞行条件下,拥有稳定的飞行特性、良好的控制性能。针对高超声速飞行器非线性模型,采用状态相关的Riccati方程(State-Dependent Riccati Equation,SDRE)方法设计高超声速飞行器控制系统,利用改进的Newton法对控制器进行求解,同时在高超声速条件下进行仿真,验证了SDRE方法在高超声速飞行器控制系统中的可实现性及优越性。     

高超声速飞行器上升段轨迹设计

由于高超声速飞行器自身的飞行特点,其轨迹设计一直存在很多困难.高超声速飞行器受到各种气动、结构、过载的约束,在飞行器的上升段这些约束对轨迹的影响更为明显.因此,设计高超声速飞行器上升段轨迹需重点考虑这些约束问题.基于这样的思想,通过建立飞行器的动力学模型及最优控制模型,并进行了合理的模型转换,通过仿真计算得出了高超声速飞行器上升段的轨迹.结果表明,设计方法合理可行,可为以后类似的工作提供参考和帮助.     

高超声速壁板流固热耦合建模与分析

基于气动热、气动弹性双向耦合的热气弹分析方法,建立了高超声速三维壁板流固热耦合分析模型。气动力计算采用三阶活塞理论,气动热计算采用参考温度法,热传导和结构响应采用有限元方法进行。研究了不同边界条件、飞行轨迹下耦合方式对三维壁板热气弹响应的影响。结果表明:不同流固热耦合机制对高超声速气流中壁板响应预测影响各不相同,表明了研究的必要性。     

高超声速飞行器模型弹性特性影响的机理分析

针对高超声速飞行器的弹性效应对气动及推进系统的耦合影响,基于一类高超声速飞行器构型,采用机理分析方法,分析飞行器弹性形变,计算飞行器机身和控制面发生弹性形变后的气动布局及发动机推进系统的推力,研究了弹性效应对气动及推进系统的耦合影响.仿真分析表明:当飞行器机身发生弹性形变时,升力、阻力、俯仰力矩及推力变化明显.低阶弹性模态对飞行器的影响起主导作用,弹性效应的影响在建模中不容忽视.     

基于iSCSI的网络存储系统的构建

本文在分析iSCSI网络存储协议的基础上,介绍了在Windows网络环境下构建的一个网络存储系统及其实现技术。该系统基于C/S计算模式,解决了Windows网络环境下文件夹共享网络存储方式不支持数据库及程序的网络存储等问题。     

复合文档编辑管理构件的设计与实现

复合文档编辑管理构件是在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下设计与实现的。着重描述了复合文档管理构件的架构过程，以及构件内部对插入对象的管理机制。在该构件的支持下，客户程序可以使用户以页的方式建造复合文档，并且可以通过在热点对象上的点击跳转，来浏览整个文档内容     

基于动态数据交换的应用程序设计技术

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ提供了几种在应用程序之间交换数据的方法，其中之一就是使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的动态数据交换。ＤＤＥ是Ｗｉｎｄｏｗｓ的程序之间进行交换一个消息协议，它允许软件开发人员在应用程序之间共享数据，从而为用户提供了更为集中的Ｗｉｎｄｏｗｓ环境。     

图像中角度测量的计算机实现

计算机测量角度系统是为了进行数码图像分析而开发的,在Windows环境下,利用Vlsual Basic6.0为设计平台设计的既可独立使用,也可在其他系统中作为调用的程序.主要阐述了计算角度的基本思想、基本算法、软件的实现及应用.     

虚拟频谱分析仪中断程序的开发

虚拟仪器是1种以计算机为工具,以各种新型软件为平台的新型电子测试仪器．为了开发友好界面,系统操作平台普遍采用Windows9x系统．但该操作系统不能由用户直接控制硬件,需要开发专门的硬件设备驱动程序,即通过一系列的虚拟设备驱动程序来管理硬件,如进行中断响应、I／O端口读写或直接存储器存取（DMA）．为此,研究了Windows9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本方法,比较了在Windos9x中实现硬件中断的2种方法,结合开发工具VtoolsD得出了用C＋＋语言编写的硬件中断的具体编程实例．通过该仪器的开发,成功地解决了数据采集的实时性和安全性问题．     

用LabVIEW开发控制系统仿真程序

介绍了ＬａｂＶＩＥＷ软件开发环境的特点、ＬａｂＶＩＥＷ图形化软件系统的基本功能和编程方法．在此基础上较详细地叙述了在ＬａｂＶＩＥＷ环境下线性连续系统仿真程序的开发．     

基于CMOS时钟的实时控制

分析了实时钟的基本原理及其在Windows95／98环境下的使用方法，介绍了虚拟设备驱动程序的开发工具VtoolsD，探讨了利用软件包VtoolsD对系统CMOS／实时时钟(RTC)进行硬件定时的编程方法，并说明了实时钟硬件中断在Windows95／98环境下的实现过程，构建了在Windows平台下的实时测量和控制系统。结果表明，该系统可以满足高精度的伺服电机等实时测控任务的要求。     

怎样编写Windows环境下应用程序的帮助系统

本文简要说明了Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下应用程序帮助系统的编写方法,并以Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ语言编写的应用程序为例,给出了编写和调用帮助系统的一个完整的实例。     

实现多媒体测试模块的思路

本文介绍了利用多媒体工具Ａｕｔｈｏｒｗａｒｅ的强大编辑功能,作为主程序和屏幕界面设计,Ａｃｃｅｓｓ作为外部数据库,通过Ｗｉｎｄｏｗｓ提供的ＯＤＢＣ接口及ＳＱＬ 查询语句,与数据源通讯获取试题库中的试题,实现了通用科目联机测试和试卷自动生成系统,并具有打印和查看标准答案功能。为标准化联机测试和计算机自动形成试卷提供了一个新思路。     

PLC控制的电梯运行计算机模拟调试系统

可编程控制器（ＰＬＣ）在电梯改造中被广泛采用．一个能仿真ＰＬＣ和电梯运行环境的计算机程序，能使ＰＬＣ电梯程序的调试变得简便、安全、有效；良好的Ｗｉｎｄｏｗｓ界面便于用户掌握和使用．