双附加气室空气弹簧动力学模型及其特性研究

设计了一款串联双附加气室约束膜式空气弹簧作为机载计算设备的隔振元件.利用气体的连续方程、状态方程、能量方程及弹簧的受力状态等建立弹簧的动力学模型,分析了空气弹簧的非线性特性、两节流孔半径变化及两附加气室体积变化对阻尼比的影响和空气弹簧的隔振效果.结果表明:空气弹簧具有周期非线性的特点;在各气室初始体积不变的情况下阻尼比的极大值首先与节流孔Ⅰ有关,在节流孔Ⅰ的半径足够大时,才与节流孔Ⅱ有关;在保持附加气室总体积不变的条件下,随着附加气室A与附加气室B体积比的增加,阻尼比减小;无论附加气室容积比如何变化,产生最大阻尼的节流孔Ⅱ的半径不变.     

不同头型回转体低速倾斜入水过程流场特性数值模拟

基于有限体积法和VOF多相流模型求解气、水两相流动的RANS方程,结合动网格技术,对回转体低速倾斜入水过程进行数值模拟研究.通过将数值计算结果与试验数据进行比较,验证了数值计算方法的有效性.基于该方法对不同头型回转体低速倾斜入水过程进行分析,得到不同头型条件下回转体入水空泡形态发展规律、回转体运动特性及流体动力特性变化规律.研究结果表明:同一入水深度,入水空泡直径和流场中最小压力值随着回转体头部锥角的增加而增大;不同头型回转体,锥头母线同一位置处压力随着头部锥角的增加而增大;回转体阻力系数与其头部锥角大小直接相关,锥角较大时,阻力系数也较大,速度衰减也较快.      

弗劳德数对超空泡尾部流体动力修正方法

由于水洞流速较低,受弗劳德数影响,水洞实验条件下空泡形态存在上漂现象,实验得到的运动体尾部流体动力特性也因此受到影响.为了消除弗劳德数对实验结果的影响,得到较为合理的尾部升力曲线,采用有攻角情况下滑行状态时的升力减去零攻角时对应的升力的办法来修正实验结果,采用数值模拟方法证明了此方法的可行性.提出了对应通气率和对应空泡状态两种方法来对应相减.对两种方法的优劣进行了比较.采用此方法修正后的尾部流体动力曲线基本消除弗劳德数影响,曲线较为合理.     

欠驱动AUV自适应神经网络反步滑模跟踪控制

针对存在参数不确定性和外界未知干扰的欠驱动自主水下航行器(AUV)三维路径跟踪问题,提出一种基于神经网络的反步滑模控制策略.首先,利用虚拟向导的方法建立了欠驱动AUV三维路径跟踪误差模型;其次,基于李雅普诺夫稳定性理论,利用反步法和滑模控制方法设计一种自适应鲁棒控制器,并设计一种在线调节增益切换函数以降低系统抖振,同时采用径向基函数(RBF)神经网络控制技术对AUV系统中不确定参数以及外界非线性干扰进行自适应补偿估计,而后利用李雅普诺夫稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性;最后,针对一种新型飞翼式欠驱动AUV进行数值仿真实验,结果表明所设计控制器可以实现对三维路径的精确跟踪,并对外界非线性干扰具有良好的鲁棒性.     

碰撞-反射模型在SPH固壁条件中的应用

将PPM(Pseudo-Particle Method)碰撞-反射固壁模型的镜像反射模式和Maxwellian反射模式引入SPH,分别模拟SPH中滑移和无滑移固壁条件.利用前者计算无粘流动的溃坝算例,并与其它研究者的实验和采用Lennard-Jones边界力模型等所获得的相应结果作了对比,结果吻合较好.利用后者计算了低雷诺数泊肃叶流动,并与该流动的级数解和采用镜像虚粒子方法(Ghost Particle)的固壁模型所计算的结果作了对比,结果也较吻合.研究结果表明,碰撞-反射模型对完全滑移和无滑移壁面均有一定的适应性.     

拟线性二阶方程三点边值问题对称正解的存在性

研究一维p-Laplace方程(p(u′(t)))′+q(t)f(t,u(t),u′(t))=0关于三点边值u(t)=u(1-t),u′(0)-u′(1)=u(1/2)对称正解的存在性.利用Avery-Peterson不动点定理得出该问题在一定的条件下至少存在3个对称正解及在f的适当假设下至少存在2n+1个对称正解.     

均压气体对出筒空泡影响研究(英文)

采用数值方法对潜射弹道导弹带均压气体出筒非稳态空泡流进行了研究.基于连续性方程,动量方程,理想气体状态方程,均质平衡流空泡模型和Realizablek-ε湍流方程,并结合动网格技术,实现了潜射导弹带均压气体出筒过程数值求解.得到了出筒空泡的演化规律、形态特征和内部结构,分析了出筒加速度对空泡内部组的影响,提出了判定出筒空泡的稳定性依据,并与文献中的理论分析结果进行了对比验证.研究结果表明,出筒空泡组成是一个由以气相为主向以水蒸汽相为主的转变过程;出筒空泡的稳定性与气体的弹性系数β密切相关,当1≤β≤2.645时,空泡是稳定的,而当β≤2.645时,空泡将失稳.     

水下圆柱体带空泡轴向绕流研究(英文)

研究了水下圆柱体带空泡轴向绕流问题.用数值方法研究了不同长细比圆柱体水下运动产生空泡的形态及圆柱体水下带空泡绕流的阻力特性,圆柱体绕流空泡形态以及阻力系数数值计算结果与试验对比,符合较好.圆柱体长细比对空泡形态影响可以忽略.随长细比增大:空化数较高时,阻力系数先减小后增大;空化数较小时,其阻力系数基本保持不变.小空化数条件下,给定长细比,空化数越小,阻力系数越小.     

时滞时变AUV的模糊变结构控制

针对自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)具有时变的水动力学系数的现象,为了实现其鲁棒控制,设计了一个模糊变结构控制器.该控制器以变结构控制的切换函数及其变化率为模糊控制器的输入,以变结构控制律的变化率为模糊控制器的输出.为了提高控制器的性能,引入了压缩扩张隶属度函数.通过将该控制器和均分隶属度函数模糊变结构控制器、准滑模控制器的仿真对比,证明了设计的控制器具有更好的性能.数值仿真表明,该控制器能很好地实现对具有控制输入时滞和时变水动力系数AUV的深度控制,且稳定后基本无抖振现象.     

超空泡射弹的尾拍载荷与结构响应

通过对水下超空泡射弹的相关碰撞动力学理论的综合分析,给出了完整的尾拍力随时间变化的关系式.在此基础上,对射弹的结构响应进行有限元仿真计算.结果表明,尾拍碰撞时间与飞行时间成正比,尾拍力大小与飞行时间近似成反比.纵向和横向的加速度响应的主频律都在160 Hz附近.在飞行初始时刻,压应力极大,拉应力和剪应力则不大.主应力和...