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.     

柔性翼飞行器刚柔耦合动态特性研究

针对柔性翼飞行器柔性机翼弹性运动与飞行器刚体运动具有强耦合特性,基于拉格朗日方程,建立了柔性翼飞行器动力学模型.在特征点处对动力学模型进行小扰动线性化处理,并联立非定常气动力模型,得到了状态空间形式的纵向线性运动方程.分析了机翼结构刚度对飞行器纵向稳定性的影响以及飞行器的模态耦合动态特性.研究结果表明,柔性翼飞行器的弹性自由度会对飞行器的短周期模态造成较大影响.随着飞行速度的提高,短周期模态频率增加而1阶弯曲弹性模态频率降低,当两者频率趋向一致时,飞行器会发生体自由度颤振,体自由度颤振速度要明显低于基于悬臂梁机翼模型计算得到的颤振速度.      

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。     

基于MnCoGe基合金的磁热效应与磁结构耦合相变调控机制研究

<正>我校物理与电信工程学院包立夫博士2015年获批国家自然科学基金项目:基于MnCoGe基合金的磁热效应与磁结构耦合相变调控机制研究(项目编号:11504222)。制冷业耗能占社会总耗能的15%以上。日前     

考虑热效应的柔性板的刚-柔耦合动力学特性

研究考虑热效应的柔性板的刚-柔耦合动力学规律.根据柔性板的运动学关系和本构关系,用Jourdain速度变分原理建立了作空间运动的柔性体的动力学变分方程.引入与应变率有关的耦合项,建立了连续的热传导变分方程.用三维空间的有限元法分别对变形场和温度场进行离散,建立了动力学和热传导耦合方程.研究温度变化对系统的刚-柔耦合动力学特性的影响,发现在周期性热流作用下的共振频率与频谱分析得到的系统固有频率之间的内在关系,揭示了热传导方程中与弹性变形有关的耦合项对温度变化的影响.最后从温度场的泰勒多项式出发,对三维空间的温度场和变形场建立了精确的二维有限元模型,并对二维线性近似有限元模型的适用性进行了研究.     

耦合颗粒形态和粗糙表面影响的摩擦副热效应

文章引入颗粒形态和表面粗糙度的影响,结合雷诺方程、粘温方程、颗粒和微凸体变形及能量方程等建立了颗粒和微凸体接触时的摩擦模型;探讨了颗粒形状分别为圆形和六边形,微凸体轮廓分别为余弦和圆弧时,颗粒和摩擦副的接触温度及其对流体的温度、压力分布的影响;研究结果表明,圆形颗粒的承载量比六边形颗粒的承载量大,与微凸体的接触温度也较大,而存在圆形颗粒的流体摩擦力以及总摩擦力较小。     

基于耦合分析的高超声速飞行器纵向协调控制

为解决高超声速飞行器纵向飞行控制系统设计中的协调问题, 基于高超声速纵向非线性数学模型, 对其状态变量组与输入变量组、 轨迹变量组与姿态变量组之间进行了耦合分析, 根据量化耦合程度提出了一种新型的纵向系统分层协调控制方法。 仿真结果表明, 与传统控制方法相比, 该方法可有效解决高超声速飞行器在轨迹运动、 姿态运动和推进系统之间的强耦合问题, 在保证姿态稳定的基础上, 实现更加平稳和高效的轨迹跟踪。     

空间目标的热效应研究

为了防止NM D系统基于目标的热效应,从众多的气球中识别真正的目标,文章对目标的热效应作了初步的研究,并提出了一些相应的预防措施.     

地球内核物态热效应研究

 在考虑Grüneisen系数、Debye温度随体积变化的基础上,详细讨论了各部分热压的贡献,并且结合K-primed冷压方程,得到了地球内核较为全面的物态方程,分析了内核p-V-T的关系,给出了地球内核的温度分布.其结果详实有据,为以后深入研究地球内核甚至液态外核的物态性质提供了坚实的基础.     

有源介观电感耦合电路的本征态及热效应

研究了介观电感耦合电路中压缩态的产生及涨落压缩问题，如果电路参数电容和电感随时间变化，则有源电感耦合电路的本征态是压缩平移Fock态，当电路的频率不变时，电感增加，电荷的量子涨落有压缩，而电流的量子涨落无压缩，电感减小，电流的量子涨落有压缩，电荷的量子涨落无压缩，耦合电感有助于减小电流的量子涨落，温度上升使量子涨落增加，利用电容和电感的时间演化能够降低温度引起的热噪声。     

福建省航空飞行器驾驶仿真设备学科发展研究报告

航空飞行器驾驶仿真设备是在地面模仿飞机空中飞行状态、环境和条件的设备,可不受气象条件和场地的限制,训练起飞、着陆、空中飞行、复杂气象飞行、夜航和领航等飞行项目,可用于飞机设计和机载设备试验,以评价飞行性能、操纵系统、仪表显示、飞行控制和推进装置的性能,获得最佳的系统参数。该报告阐述了飞行仿真设备发展现状、组成、数学模型的构建及仿真系统的关键技术等,提出发展福建省航空飞行器驾驶仿真设备的对策建议,为促进该学科及其相关产业的发展提供理论参考。     

新能源汽车用锂电池热效应研究

锂电池是电动汽车未来发展重要的动力源,在锂电池的开发过程中,安全设计与评估在预防热失控引起的着火等问题中发挥着重要的作用。根据锂电池的工作原理及热效应原理,采用模拟技术,建立锂电池在充放电工作状态下的物理模型,评估锂电池的充放电时的热效应。该文介绍了运用COMSOL Multiphysics软件建模的方法来测试锂电池在充放电过程的放热情况及工作过程中冷却液对电池热量传导的效果,为进一步研究电动汽车用锂电池热安全性能提供数据参考。     

空间圆柱形目标的热效应研究

应用热网络法和数值分析法,对空间圆柱形目标的热效应作了初步研究,并对两种不同形状气球的热效应进行了对比。     

ESD特征参数与受试设备耦合电压关系实验研究

本文研究静电放电(ESD)辐射场对电子设备的危害.利用电小单极子天线和IEC61000-4-2规定的电流波形标定装置组建的国内第一台静电放电电磁场测试系统,对空气式静电放电进行了系统的实验研究,确定了ESD特征参数与受试设备接受到的ESD耦合电压之间的关系.得出结论,ESD耦合电压的大小受放电电流上升时间tr和电流峰值Ip两种因素影响,且受上升时间的影响更大.为电子器件及设备抗ESD设计提供了客观的数值依据.     

飞行器隐身技术研究现状

飞行器隐身技术在提高目前兵器的突破能力和纵深打击能力方面发挥了越来越重要的作用,美俄等军事强国宣称已将等离子体隐身技术应用于军事装备。美国F-16战斗机设计师和英国Topgun(《尖端武器》)杂志主编在Jane’s Defence Weekly(《简氏防务周刊》)上指出,F-22隐形战斗机并不是我们想要的;而前南斯拉夫人民空军与防空部队使用落后的雷达锁定美F-16战斗机,并用老式导弹击落,宣布美国采用的磁性材料涂敷、结构设计和等离子体技术等三位一体的协同隐身技术的失败。为此,我国不能再跟踪研仿国外军事强国的失败技术,应该自主创新,尽快研制出微型、低能耗的高浓度等离子体源,并使之成功地装备于我国的飞行器上。     

面对称飞行器横侧向耦合问题及解耦方法探讨

本文以面对称型飞行器为研究对象,依据小扰动理论,通过建立横侧通道（即偏航与滚转通道）之间的耦合运动方程,定量分析通道耦合对飞行器控制系统稳定裕度的影响,结论可为面对称型飞行器的工程设计提供参考。此外,对目前控制系统的一些解耦方法进行了介绍。     

飞行器转动惯量测量方法研究

研究用扭摆法测量飞行器转动惯量,并对该方法的测量误差进行分析.分析了飞行器IXX与IYY(IZZ)的比值以及测试倾斜角对IYY(IZZ)测量精度的影响,得出当试件的IYY(IZZ)/ IXX大于5后,转动惯量的测试误差基本稳定的结论.     

青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究

青藏公路多年冻土路段的阴阳坡现象会引发路基及下伏冻土地基热状况不对称分布,影响长期稳定性.为此,基于实测坡面温度数据,开展不同年平均气温和路基高度条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟.结果表明,年平均气温-3℃下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,融化指数约为阳坡的0.83倍.路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定抬升.此后,在气候变暖及沥青路面强烈吸热效应作用下,路基左右路肩下部人为上限不断下降,其中高填方路基人为上限下降速率相对较快.阴阳坡效应作用下,东西路基下部人为冻土上限呈左高右低的趋势,下伏土体温度同样为左高右低.高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同期的普通填方路基显著.     

外磁场中的强耦合极化子性质

运用变分法系统地研究了外磁场下极化子的电声子耦合作用,其中具体考虑了电子和表面光学声子（ＳＯ）的强耦合作用以及与体纵光学声子（ＬＯ）的弱耦合作用,应用Ｈｕｙｂｅｒｔｃｈ提出的变分方法和二次么正变换,给出了电子－声相互作用能,数值结果表明：随着电子和晶体表面距离的增加,电子－表面光学声子相互作用能的数值减小,而电子－体纵光学声子相互作用能的数值增大;磁场增强,电子与两种声子之间的相互作用均增强。     

基于反向蒙特卡罗法的飞行器在轨外热流计算

为了计算考虑不同纬度和季节下地球反射率和发射率时的在轨外热流,建立了适用于任意地球轨道和飞行姿态条件下的反向蒙特卡罗(RMC)法计算模型.该模型考虑了卫星表面遮挡与多次反射效应,通过连续坐标变换法确定飞行器在给定轨道参数下任意时刻的姿态,并将假设地球辐射特性为常数时的结果与商业软件的计算结果进行比较,以验证模型和计算程序的正确性.在此基础上,考察了地球辐射特性随纬度变化时,飞行器在轨外热流的变化情况.结果表明,所建立的RMC法模型在飞行器姿态控制以及代码计算中具有一定的可靠性;地球反射率和发射率随纬度的变化对地球红外辐射和地球反射辐射的影响均较大,在所选取的轨道参数和抽查时刻,与反射率和发射率不变的结果的最大相对误差分别为-21.31%和80.05%,且均出现于星下点南纬57°;卫星表面遮挡和多次反射效应明显,天线导致其所在平面的地球反射辐射热流密度从19.2 W/m2变化到39.5 W/m2.