一种基于低速、小振幅周期运动CFD数值模拟的水下滑翔机附加质量求解方法

水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5%以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ₂₂以外,其他附加质量的相对误差在6%以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.     

渐开线外花键挤压成形的上限解

对于渐开线外花键的挤压工艺，因齿面为渐开线型，所涉及的参数又很多，给理论分析带来一定的难度，因此目前多用试验方法寻取一些工艺参数，作者提出用上限法进行理论分析，其中包括两个扇形单元和一个渐开线单元，用该方法可取得良好的上限解，为制定工艺参数提供了一种理论分析方法。     

自冲铆接工艺的研究及改进措施

采用3种不同尺寸的半空心铆钉,对4种不同材质、不同厚度的板料进行了自冲铆接试验;提供了铆接过程中的力一行程试验曲线和铆接的单位成形力,并进行了分析;展示出铆接试验结果;在分析影响铆接质量的诸因素的基础上,对铆钉和凹模的设计提出了量化指标和改进方案.     

半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定

自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺，探讨了检测自冲铆接质量的直接试验法和观测法，并在原有观测法的基础上提出了补充意见．开展了模具设计、铆钉尺寸选择及二者与板料匹配等方面的研究，提出了模具设计的依据和方法．同时进行了自冲铆接效果的试验研究，结合自冲铆接试验结果，分析了模具、铆钉以及板料的材质性能等卤素对铆接质量的影响．研究和试验分析表明，自行设计的半空心铆钉和模具可以获得良好的铆接质量，可作为模具设计的参考和依据．     

THP37-150A型液压机主机与部件有限元分析

采用SOLIDWORKS软件对THP37-150A型液压机进行三维几何建模,根据几何模型在ANSYS中建立了主机和上横梁有限元模型,并进行有限元分析.满载荷工况下主机结构静力分析结果表明:液压机的主机各部件的强度可靠,但上横梁的挠曲变形较大.针对挠曲变形过大的问题,对上横梁提出了3种优化方案,通过有限元分析得出方案3为最佳方案,该方案采用增大上横梁的上、下两个盖板厚度的方法来减小变形.优化后的结果满足液压机许用变形要求,为液压机的结构改进提供理论依据和量化指标.     

质子交换膜燃料电池阳极流场数值模拟及流场板沟槽尺寸优化

采用计算流体动力学(CFD)技术对质子交换膜燃料电池(PEMFC)、阳极燃料气体(H2)流场进行了数值模拟，以最大燃料气体(H2)利用率为目标进行了流场板沟槽尺寸优化．结果表明，当沟槽宽度为1．5mm，脊部宽度为0．5mm和沟槽深度为1．5mm时，燃料气体(H2)的利用率达到最大值84．8％．     

桁架材料和结构组合多目标优化设计

同时为桁架的每个杆件确定最为合适的材料和结构尺寸属于桁架材料和结构组合优化问题．提出一种桁架材料和结构组合多目标优化的方法．为材料分配唯一的标识编码，把杆件所用材料直接作为设计变量，并且和杆件截面积一起构成设计变量空间．考虑结构重量、成本和节点位移3个目标以及应力约束，建立了桁架材料和结构组合优化问题的数学模型．应用多目标遗传算法进行求解．算例结果表明，采用多目标遗传算法可以为桁架设计参数的确定提供多种选择方案，决策者可以根据目标的重要程度确定最后设计方案．算例分析结果验证了该方法的有效性．     

温度、压力和湿度对PEMFC堆电效率的影响

提高质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆的电效率对于PEMFC堆的开发和应用具有重要的意义．研究了操作参数中的温度、压力和湿度对PEMFC堆电效率影响的机理，在此基础上，采用正交实验的方法进一步分析了以上各因素的耦合作用及影响程度、实验结果表明，温度、压力、湿度及温度与湿度的耦合作用对PEMFC堆电效率的影响显著，最优工作条件为温度60℃，压力0．3MPa和湿度100％．     

基于参数自整定PID的水下滑翔机航向控制方法

水下滑翔机航向控制的精度对海洋目标观探测具有重要意义。现有的水下滑翔机航向控制技术以比例积分微分（proportional-integral-derivative,PID）为主。为保证水下滑翔机按照预期轨迹运动,PID控制器参数需要反复设定和调整,很难达到快速准确的控制效果。针对该问题,提出了一种基于径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络的参数自整定PID航向控制方法。首先建立水下滑翔机水平面内运动模型,然后构建了RBF神经网络结构,并通过梯度下降法给出了神经网络参数以及PID参数的迭代公式。仿真结果表明,该方法相较于常规PID控制方法能在较短的时间内收敛,控制系统精度较高,同时控制器参数能够快速自整定。为今后的水下滑翔机航向控制器提供了设计参考。