基于正交试验法的大型客机座舱气流组织优化及热舒适性分析

大型客机座舱的舒适性研究对我国自主研发的大型客机的市场竞争力具有重要意义．良好的气流组织是座舱舒适性的重要保证。而开展针对具体机型的气流组织优化研究是我国发展大型客机的突破点之一．为此,首先用真实MD-82客机座舱的气流和温度的试验数据验证了计算流体力学（CFD）模型,同时依据正交试验法安排了18个送风方案;然后用验证的CFD模型对18个送风方案进行了数值模拟,以座舱内垂直温差及局部风速为试验指标对其进行了评价,得出了试验中的最佳送风方案;最后对得出的最佳送风方案进行了热舒适性分析．研究结果表明,所采用的非定常RNG肛碳型能够合理地预测客机座舱内的空气流动．影响客机座舱气流组织最重要因素是行李架附近风口的送风速度,而天花板附近的侧壁风口送风角度对气流组织影响较小．优化得到的最佳送风方案能够营造热舒适性良好的座舱环境。预测平均热感觉指标约为-0．2．     

载人飞船座舱内空气对流换热地面模拟

为了准确进行地面热平衡实验,验证载人飞船座舱热控制设计,运用相似理论对载人飞船座舱内空气的对流换热进行了相似分析,确定了地面热平衡实验时保持座舱内空气的对流换热与太空飞行时相似的准则是：“降低座舱中的空气压力,保持Ｇｒ相同,同时保持空气的质量流量及边界条件相同。”根据技术条件限制,提出了地面热平衡实验时座舱内空气对流换热的近似模拟方案,阐述了近似实验时座舱内空气状态的确定方法。通过数值求解一个简单的物理模型,说明了近似模拟实验方案的可行性。     

一种基于功能论的座舱工效设计需求定义方法

座舱设计需求定义是座舱设计流程中的重要环节,如何使座舱工效设计需求定义工作具备系统性和全面性是该环节的核心问题.提出了一种基于功能论的座舱工效设计需求定义方法,利用功能定义、功能分类、功能整合的方法对座舱人机系统功能进行分析,得到了完备的座舱人机系统功能;通过求解子功能、构建功能技术矩阵、子功能实现途径组合和选择的方法,得到了座舱人机系统功能的实现方案.给出了某型飞机座舱需求定义的应用实例,验证了该方法的可行性和优越性.     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

飞机座舱风挡反射眩光分析方法研究

为解决眩光问题,对飞机座舱眩光分析方法进行研究。针对飞机座舱视环境分析方法与实际情况存在较大差距,初步设计阶段无法较为真实的体现飞机座舱在各飞行阶段的视觉环境与光污染问题,提出了一种飞机座舱风挡反射眩光分析评估方法。以视光学理论和光线追踪算法为理论基础,利用视觉仿真软件,建立能够模拟接近真实人眼视觉感受的座舱视觉仿真环境,并通过实际应用获得了夜航风挡反射眩光的验证结果与实际情况进行对比。经实验表明：该方法可以有效的对驾驶舱可能产生的风挡眩光进行分析,判断反射眩光出现的区域,并对结构优化方案进行评估。     

座舱环控系统气流组织的数值研究

利用张量分析建立了三维贴体坐标系下的通用输运方程;并用贴体网格计算了座舱的三维速度场;在考虑环境条件及固气耦合的影响下,计算了座舱的三维温度场;在此基础上,对一典型的飞机空调布置方案进行了数值模拟和分析;计算结果为飞机座舱的环控系统设计、优化、控制提供了手段和理论依据．     

飞机风挡结雾的瞬态特性研究

以分析风挡结雾过程的瞬态特性为目标,首先建立了风挡温度控制方程和定解条件,然后分析了座舱湿度的计算方法以及单个雾滴与其周围环境的换热特征,最后确定了风挡内表面附近湿空气的凝结速率。以上瞬态模型能够对飞机风挡结雾过程的数值模拟提供有效的理论依据。     

直升机座舱空气分配管路系统设计及仿真

为保证座舱内合适的空气参数条件,实现制冷、加温和通风换气,满足全飞行包线下的指标需求,本文基于某型直升机座舱布局,开展了座舱空气分配管路系统设计及仿真研究。通过需求分析,明确设计技术指标。详细设计了座舱空气分配管路系统布局方案,并计算了供气口及分配管路尺寸参数。基于Flowmaster软件平台,建立了管路系统仿真模型,利用流量配平仿真计算,实现了管路系统的流量分配。通过与试验数据对比,供气口流量分配误差满足工程要求,验证了仿真结果的可靠性和系统方案的可行性。最后,针对直升机全飞行包线范围内管网风阻和供风口流量的变化,对技术指标进行了仿真计算校核。结果表明,所设计座舱空气分配管路系统方案合理可行,满足设计指标要求。     

台车式电阻炉温度控制系统

本文讲述了大型电阻炉的热处理中的温度的控制方案的决策和按照传统控制方案存在的缺陷,着重讲述了大型台车式电阻的温度控制的方法的确定和发展的问题,以满足温度控制以及工艺的要求,对于炉门的控制采用了PLC-200的控制系统,并用组态王软件对整个控制生产过程进行监控。     

客机座舱新型个性座椅送风系统的数值仿真

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性的要求.个性座椅送风方式在乘客座椅的扶手处和座椅底部分别布置了风口.采用的座舱几何模型为3排单通道满员模型,计算方法采用目前广泛应用的计算流体动力学（CFD）数值仿真模拟方法,计算模型为RNG k-ε湍流模型.通过数值模拟方法得到两种送风方式下的速度场和温度场,进而得到多个舒适度指标.研究表明,个性送风方式可以提高乘客呼吸区域的空气质量,降低乘客周围的风速,使人体周围温度控制在24～26,℃的人体舒适区域,多项舒适度指标也表明个性送风气流组织的舒适性要优于混合送风.     

某型飞机温控盒综合试验器的研制

玻璃温度控制盒、滑油温度调节控制盒分别是飞机座舱温度控制和滑油温度自动调节系统的核心部件,其性能的好坏影响着飞机的飞行质量与安全。研制的综合试验器能够分别检测两个温控盒,介绍了该试验器的基本组成、工作原理和设计思路。应用实践表明:该仪器工作可靠,测试数据准确有效,具有较强的军事、经济效益。     

飞机座舱温度扰动实验研究

为研究飞机座舱引气温度扰动对座舱温度及舒适性的影响,在波音737飞机五排模拟座舱中分别采用天花板和天花板+侧壁两种送风形式进行座舱温度扰动实验。改变座舱引气温度,测量座舱总体和局部温度变化过程并简单评价了座舱的热舒适性。结果表明:引气状态相同,天花板送风对应的温度扰动值为0.32℃,天花板+侧壁对应的温度扰动值为0.59℃。两种送风形式所对应的座舱内总体温度平均值基本相等,为23.5℃,而天花板+侧壁送风形式使局部位置温度更接近人体舒适感觉温度范围。     

大型客机座舱合理排数的数值模拟

由于计算资源的限制,设计座舱的气流组织采用全舱数值模拟的方法不够科学,确定合理的座舱环境模拟排数是获得气流组织真实信息的基础.为此,用经过验证的计算流体力学（CFD）方法对单通道座舱合理排数进行了数值模拟研究,包括空舱及满员两种情况;研究的座舱排数分别为1排、3排、5排、7排及9排,模拟工况为热天巡航,数值模型采用RNG k-ε模型.研究发现,对于空舱情况,由于复杂几何及边界条件对舱内气流的影响,至少需要5排座舱才能得到较合理的计算结果,7排及7排以上的座舱排数能得到准确的计算结果;满员情况下,由于人体热羽流对舱内气流流动起主导作用,故3排及以上的座舱排数能得到准确的计算结果.基于已确定的合理座舱排数,对半满员及满员两种情况下舱内的气流组织进行了对比分析.与满员情况下舱内气流组织呈对称分布不同,半满员情况下,每一排的气流都偏向人员多的一侧.     

数字气动式座舱压力控制系统性能

为改进数字气动式座舱控制系统的控制率,以典型运输机的座舱压力制度为控制目标,搭建模拟大气舱和模拟座舱组成的座舱压力控制系统性能测试台,开展数字气动式座舱控制系统的性能试验研究。根据系统比例积分微分(Proportion integration differentiation,PID)控制器各参数整定过程中所得试验结果与不同状态下座舱压力变化速率的变化规律,提出基于飞行状态模型下的座舱压力变化率优先控制方法,并进行了试验验证。试验结果表明:采用基于状态模型下的座舱压力变化率优先控制方法研制的数字电子气动式座舱压力控制系统,能够满足座舱压力制度及座舱变化速率的要求。     

一种基于增量式数字PID算法的智能温度控制器

阐述了一种基于增量式数字PID算法的智能温度控制器的实现,并对数字PID算法及硬件方案的实现进行了分析。通过软硬件的设计,完成了PID控制算法在温度控制系统中的应用。对温度控制进行了LabVIEW仿真测试,仿真结果表明,基于增量式数字PID算法的智能温度控制器具有较好的控制效果和较高的准确性。     

民机座舱通风适航符合性验证MOC2方法研究

民机座舱通风关系到机上乘员的健康、安全和舒适,本文在介绍座舱通风的CCAR相关适航条款规定的基础上,分析了采用MOC2方法验证条款符合性的验证思路和过程。     

基于单片机的半导体制冷温度控制仪

根据半导体制冷器（TEC）的物理特性分析了半导体制冷技术的关键,给出了温度控制仪系统的总体设计方案.整个系统采用闭环控制结构,系统的抗干扰能力大大增强.为半导体制冷器量身定做的驱动电路,可以方便的调节通过TEC电流的大小和方向,使TEC加热制冷灵活迅速的特点得到充分发挥.比例积分（PI）的控制方法使得温度控制快速稳定.温控仪与上位机通过USB口进行通讯,实现了上位机对温控仪的远程控制.     

基于DS18B20的单片机温控系统

本文设计了一个基于DS18820的单片机温控系统,给出了系统的硬件及软件设计方案,并对各模块进行简单分析;在进行温度控制时．针对被控对象存在大惯性、纯滞后的特点,采用模糊控制与PID控制方式相结合的控制策略,取得了良好的效果。     

平台罗经模糊加PID温控系统

根据平台罗经对温度控制系统的需要,在分析惯性平台机械结构特点的基础上,提出一种用模糊控制加PID控制算法实现三级温度控制方案.在完成相关硬件和软件设计及调试的基础上,试验表明该控制方案可行,温度控制达到了设计任务书精度指标要求.     

基于PLC的燃油低烧计算机监控系统

针对燃油低烧系统的非线性、大时滞、多输入多输出、多耦合的特点,对燃油低烧系统换热器温度控制的要求进行了分析和计算,优化控制系统的参数,采用了工控机和PLC两级计算机控制系统方案,在此基础上引入模糊控制算法,建立智能的、较完善的燃油低烧计算机监控系统.