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超声速进气道出口封闭的非定常流动特性研究
1
作者 温玉芬 张炜群 郝思思 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期772-783,共12页
冲压发动机转级过程中可能会出现进气道入口通流、出口封闭的盲腔流动现象,使得进气道发生大幅气流振荡,飞行器面临姿态失稳和结构破坏的风险。针对进气道的气流振荡问题,对一种超声速双侧布局进气道在出口封闭状态下的非定常流动特性... 冲压发动机转级过程中可能会出现进气道入口通流、出口封闭的盲腔流动现象,使得进气道发生大幅气流振荡,飞行器面临姿态失稳和结构破坏的风险。针对进气道的气流振荡问题,对一种超声速双侧布局进气道在出口封闭状态下的非定常流动特性开展风洞试验和数值仿真研究,获得了模型尺寸、来流马赫数及边界层吸除对进气道压强振荡特性的影响。结果表明:出口封闭时,进气道发生周期性的流动振荡现象,气流振荡频率与来流声速成正比,与进气道长度成反比,压强振荡峰值与来流总压接近,且随着来流马赫数的增大显著上升。采用的数值仿真方法较好地模拟了进气道出口封闭状态下的非定常流动,数值仿真结果与风洞试验结果吻合良好。非定常仿真结果进一步表明:在气流振荡过程中,进气道内收缩段的边界层吸除槽可以起到泄压作用,使得进气道头部斜激波系在回退过程中达到封口状态,捕获的流量系数较无边界层吸除槽时明显增大,从而导致了进气道压强振荡峰值上升49.47%,频率下降21.78%。 展开更多
关键词 超声速进气道 振荡压强 边界层吸除 非定常 风洞试验
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初始载荷−温度耦合作用对弹簧应力松弛的影响
2
作者 金应荣 苏懿 +2 位作者 王心雨 冉渭 贺毅 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第5期8-16,共9页
研究弹簧应力松弛过程中的微结构变化对于揭示应力松弛机制、改善弹簧服役条件、研发新型弹簧材料具有重要意义。本文借助初始载荷-温度耦合作用,探讨位错脱钉、位错回复两个过程对弹簧应力松弛的影响,并分析弹簧应力松弛后的微观组织... 研究弹簧应力松弛过程中的微结构变化对于揭示应力松弛机制、改善弹簧服役条件、研发新型弹簧材料具有重要意义。本文借助初始载荷-温度耦合作用,探讨位错脱钉、位错回复两个过程对弹簧应力松弛的影响,并分析弹簧应力松弛后的微观组织。结果表明:当初始载荷为设计载荷的70%和80%且试验温度低于393 K时弹簧的载荷损失较大,这是Cottrell气团对位错运动的阻碍作用较弱所致;当初始载荷为设计载荷的90%和100%时,试验温度越高弹簧的载荷损失越大;初始载荷超过设计载荷后,会出现间歇松弛现象,这是位错脱钉与回复协同作用引起的。位错运动引起的应力松弛主要包含位错脱钉与位错回复两个过程,位错脱钉引起弹性应变到塑性应变的转化,回复耗散塑性变形能,随着脱钉与回复过程的进行,材料微结构不断发生变化。 展开更多
关键词 弹簧应力松弛 微细结构演变 位错运动 间歇松弛 初始载荷 Cottrell气团
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高超声速乘波前体-进气道三维复杂流场的POD-BPNN快速预测方法 被引量：2
3
作者 关开港 苏纬仪 +3 位作者 崔晟 张文强 马航宇 安航 《航空动力学报》 北大核心 2025年第2期99-115,共17页
针对乘波前体-进气道三维构型,构建了基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)的流场快速预测模型,并对不同马赫数、攻角和反压下高超声速三维流场结构进行了... 针对乘波前体-进气道三维构型,构建了基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)的流场快速预测模型,并对不同马赫数、攻角和反压下高超声速三维流场结构进行了快速预测研究。研究发现,快速预测模型能够准确预测样本空间内非样本工况的流场信息,对称面马赫数分布的预测误差小于0.5%、压力分布的预测误差小于3.8%、温度分布的预测误差小于1.1%。乘波体周围三维流场、壁面压力分布及主要性能参数的预测结果与CFD(computational fluid dynamics)计算结果高度一致。预测模型对样本空间外工况具备一定预测能力。流场数值模拟采用定常计算,而隔离段内激波串结构受到分离涡影响,具备非定常特性,预测模型在隔离段激波串区域存在较大的预测误差。 展开更多
关键词 乘波布局 本征正交分解 反向传播神经网络 多参数 快速预测
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NNW-FlowStar软件模拟并联分离特性
4
作者 张培红 周桂宇 +3 位作者 沈盈盈 唐静 赵炜 贾洪印 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1620-1628,共9页
两级入轨(TSTO)飞行器并联分离过程中,一级和二级飞行器之间存在激波多次反射,对飞行器的压力分布、力矩特性和飞行姿态会产生较大影响,甚至可能严重影响飞行器级间分离的安全性。基于自主开发的NNW-FlowStar软件和非结构混合网格自适... 两级入轨(TSTO)飞行器并联分离过程中,一级和二级飞行器之间存在激波多次反射,对飞行器的压力分布、力矩特性和飞行姿态会产生较大影响,甚至可能严重影响飞行器级间分离的安全性。基于自主开发的NNW-FlowStar软件和非结构混合网格自适应技术,对国家数值风洞工程自主设计的某两级入轨飞行器标模开展并联分离特性研究,并与风洞试验数据进行对比分析,从而验证了NNW-FlowStar软件模拟飞行器并联分离特性的可靠性和有效性。研究表明:NNW-FlowStar软件可以较好模拟两级入轨飞行器并联分离特性,数值模拟结果与试验结果吻合较好,计算得到的流场结构与风洞试验一致,采用网格自适应技术可以有效提升模拟精度。两级入轨飞行器并联分离过程会经历组合体流动、缝隙流动、小通道流动、大通道流动,最终到自由流动等不同的典型流动阶段,激波结构快速变化,存在激波/激波干扰、边界层/边界层干扰和激波/边界层干扰等复杂的流动现象。 展开更多
关键词 两级入轨 并联分离 数值模拟 网格自适应 NNW-FlowStar
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星载准绝对式光电编码器抗污方法
5
作者 韩庆阳 沈宏海 +2 位作者 马天翔 梁超 王志冲 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2014-2021,共8页
为提高星载准绝对式光电编码器的抗油污能力,提出多参考点绝对角位移识别和多读数头数据融合方法。介绍星载准绝对式光电编码器的组成和处理电路设计;提出多参考点绝对角位移的识别方法,防止因油污造成的绝对角位移误识别,并采用多读数... 为提高星载准绝对式光电编码器的抗油污能力,提出多参考点绝对角位移识别和多读数头数据融合方法。介绍星载准绝对式光电编码器的组成和处理电路设计;提出多参考点绝对角位移的识别方法,防止因油污造成的绝对角位移误识别,并采用多读数头数据融合的方法,判断并消除错误的读数头测量数据;通过角位移曲线和角速度曲线对比实验,验证所提方法的有效性,并使用自准直平行光管和23面体检测精度。实验结果表明:所提方法能够有效的解决圆光栅被污染带引起的角位移错误问题,确保角位移正确可靠;经检验角位移误差最大值为4.6",最小值为-0.6",峰峰值为5.2",均方差为4.3"。满足星载准绝对式光电编码器抗污能力和精度要求,并已成功在工程中应用,效果良好。所提方法对提高星载准绝对式光电编码器抗油污能力,有实用价值。 展开更多
关键词 星载 准绝对式光电编码器 抗污能力 多参考点 多读书头
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空间信息增强的室内多任务RGB-D场景理解
6
作者 孙国栋 熊晨韵 +1 位作者 刘俊杰 张杨 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第7期2209-2217,共9页
移动机器人在探索三维空间时需要获取大量场景信息,这些信息包含语义、实例对象、位置关系等多个方面。理解场景信息的准确性和计算复杂性是移动端关注的2个焦点。基于此,提出了一种适用于室内场景理解的空间信息增强的多任务学习方法... 移动机器人在探索三维空间时需要获取大量场景信息,这些信息包含语义、实例对象、位置关系等多个方面。理解场景信息的准确性和计算复杂性是移动端关注的2个焦点。基于此,提出了一种适用于室内场景理解的空间信息增强的多任务学习方法。该方法由包含通道-空间注意力融合模块的编码器及多任务头的解码器组成,可同时实现语义分割、全景分割(实例分割)和方向估计多个任务。其中,通道-空间注意力融合模块旨在增强RGB和深度各自的模态特征,由简单卷积构成的空间注意力机制可降低收敛速度,与通道注意力机制信息融合后,进一步强化全局信息的位置特征。语义分支的上下文模块位于解码器后,为像素级语义信息提供有力支持,有助于减小模型大小。同时,设计了一种基于硬参数共享且能均衡训练任务的损失函数,探讨合适的轻量级骨干网络和任务数量对提升场景理解算法性能的影响。在新增标签注释的室内数据集NYUv2和SUN RGB-D上,评估了多任务学习方法的有效性,综合性全景分割精度分别提高了2.93%和4.87%。 展开更多
关键词 场景理解 多任务学习 RGB-D 空间信息 室内场景
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临近空间飞行器用锂离子电池低温电解液综述
7
作者 苏方远 宋歌 +1 位作者 王振兵 陈成猛 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2716-2726,共11页
临近空间的低温环境对临近飞行器的电源系统提出了更高的要求。空间用锂离子电池(LIBs)作为空间电源系统的主要组成部分,在极端环境中的正常运行仍然面临着极高的技术壁垒。电解液,包括电解液本体相及固态电解质界面(SEI)膜,对锂离子电... 临近空间的低温环境对临近飞行器的电源系统提出了更高的要求。空间用锂离子电池(LIBs)作为空间电源系统的主要组成部分,在极端环境中的正常运行仍然面临着极高的技术壁垒。电解液,包括电解液本体相及固态电解质界面(SEI)膜,对锂离子电池在低温下的稳定运行十分关键。因此,开发先进的低温电解液对于锂离子电池在极端寒冷环境中稳定运行极其重要。从锂离子电池电解液角度出发,针对限制锂离子电池低温性能差的原因,综述了改善锂离子电池低温电解液的相关策略,对面向临近空间飞行器的锂离子电池低温电解液设计现状进行了分析。 展开更多
关键词 锂离子电池 低温电解液 临近空间飞行器 电源系统 SEI膜
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一种基于近似梯度计算的高效气动力优化方法
8
作者 刘淼 钱瑞战 +1 位作者 魏剑龙 雷武涛 《飞行力学》 北大核心 2025年第3期9-15,共7页
针对气动优化设计中梯度求解带来巨大计算负担的问题,提出一种基于近似梯度计算的高效优化方法。以序列二次规划(SQP)算法作为基本框架,利用气动设计中不同可信度计算流体力学(CFD)模型流场模拟结果的相似性,以耗时小的低可信度模型为... 针对气动优化设计中梯度求解带来巨大计算负担的问题,提出一种基于近似梯度计算的高效优化方法。以序列二次规划(SQP)算法作为基本框架,利用气动设计中不同可信度计算流体力学(CFD)模型流场模拟结果的相似性,以耗时小的低可信度模型为主体构造高可信度模型的一阶近似模型,用以代替高可信度模型进行目标函数梯度值求解,从而降低计算成本。最后,利用提出的方法对RAE2822翼型和一副设计良好的超临界机翼进行优化。结果表明,应用该方法进行优化,两轮计算后分别减阻34.89%和2.07%,所得优化结果与标准SQP方法十分相近,而累积计算时间仅为SQP优化的44.10%和54.59%。 展开更多
关键词 近似优化 序列二次规划 N-S方程 机翼
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基于改进YOLOv5s的动态视觉SLAM算法
9
作者 蒋畅江 刘朋 舒鹏 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期763-771,共9页
针对室内动态场景中存在的动态目标会降低同步定位与地图构建(SLAM)系统的鲁棒性和相机定位精度问题,提出了一种基于目标检测网络的动态视觉SLAM算法。选择YOLOv5系列中深度和特征图宽度最小的YOLOv5s作为目标检测网络,并将其主干网络... 针对室内动态场景中存在的动态目标会降低同步定位与地图构建(SLAM)系统的鲁棒性和相机定位精度问题,提出了一种基于目标检测网络的动态视觉SLAM算法。选择YOLOv5系列中深度和特征图宽度最小的YOLOv5s作为目标检测网络,并将其主干网络替换为PPLCNet轻量级网络,在VOC2007+VOC2012数据集训练后,由实验结果可知,PP-LCNet-YOLOv5s模型较YOLOv5s模型网络参数量减少了41.89%,运行速度加快了39.13%。在视觉SLAM系统的跟踪线程中引入由改进的目标检测网络和稀疏光流法结合的并行线程,用于剔除动态特征点,仅利用静态特征点进行特征匹配和相机位姿估计。实验结果表明,所提算法在动态场景下的相机定位精度较ORB-SLAM3提升了92.38%。 展开更多
关键词 同步定位与地图构建 目标检测 动态特征点剔除 定位精度 光流法
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机器与AGV联合利用再生能源的混合流水车间调度问题
10
作者 朱光宇 贾唯鸿 李德彪 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第2期368-379,共12页
中国的制造业正经历着数字化和绿色低碳转型。为实现节能减排,提高设备利用率,针对考虑可再生能源的混合流水车间,建立机器与自动导引车(AGV)联合利用再生能源的混合流水车间调度问题(HFSP-MA-RE)数学模型。为求解该模型,提出基于提前... 中国的制造业正经历着数字化和绿色低碳转型。为实现节能减排,提高设备利用率,针对考虑可再生能源的混合流水车间,建立机器与自动导引车(AGV)联合利用再生能源的混合流水车间调度问题(HFSP-MA-RE)数学模型。为求解该模型,提出基于提前调度的机器与AGV联合调度策略、能源分配策略,在考虑AGV路径优化和充电约束的情况下,实现对最大完工时间、碳排放量、总能耗和AGV利用率4个目标的优化。采用基于正向灰靶模型的多目标最佳觅食算法(PPGT_OFA)求解该问题。通过24个测试实例及1个工程应用,将所提算法与5个多目标优化算法进行实验,验证了HFSP-MA-RE模型及PPGT_OFA算法解决多目标优化问题的有效性。 展开更多
关键词 混合流水车间调度 可再生能源 多目标优化 A~*算法 联合调度
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超声速层流翼自主标模转捩预测及不确定性分析
11
作者 史亚云 季昕泽 +4 位作者 杨体浩 吴鹏飞 谢露 白俊强 冯凯旋 《航空学报》 北大核心 2025年第20期129-145,共17页
层流减阻技术是超声速民机实现综合性能提升的关键技术之一。但是超声速层流转捩预测模型标定以及超声速层流翼层流维系能力对外界扰动的敏感性仍需进一步研究。设计了分别具有超声速前缘及亚声速前缘的2副超声速层流翼自主标模。风洞... 层流减阻技术是超声速民机实现综合性能提升的关键技术之一。但是超声速层流转捩预测模型标定以及超声速层流翼层流维系能力对外界扰动的敏感性仍需进一步研究。设计了分别具有超声速前缘及亚声速前缘的2副超声速层流翼自主标模。风洞试验结果显示,超声速前缘层流翼可维持30%~60%当地弦长的层流区,亚声速前缘层流翼可维持约20%~70%当地弦长的层流区。试验与数值分析表明,构建的基于线性稳定理论的e^(N)转捩预测方法能够准确地捕捉超声速层流翼的转捩现象,并标定转捩阈值为5.2。进一步,发展了自适应Kriging方法量化揭示了转捩阈值、运营工况及几何等多源不确定性因素影响层流翼标模层流维系能力的规律。不确定性量化分析表明各不确定性因素对不同超声速层流翼标模性能的影响程度差异显著。超声速前缘层流翼标模的转捩位置受转捩阈值影响最大,而亚声速前缘层流翼标模受马赫数扰动最为明显。设计的超声速层流自主标模、标定的转捩阈值及揭示的不确定性影响规律对实现超声速层流翼的转捩精确预测及气动稳健优化设计具有重要意义。 展开更多
关键词 超声速层流翼 自主标模 转捩预测 自适应Kriging 不确定性分析 转捩阈值
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基于生成式模型的三维飞行器外形泛化表征方法
12
作者 薛有涛 尧少波 +3 位作者 杨雨欣 段毅 赵文文 李昊歌 《航空学报》 北大核心 2025年第10期176-190,共15页
未来飞行器复杂多变的设计需求对气动外形参数化方法的灵活性、有效性提出了更高的要求。针对传统飞行器几何参数化方法气动外形约束过强导致设计优化空间受限及复杂外形设计变量冗余导致“维度灾难”等问题,提出了一种基于生成式模型... 未来飞行器复杂多变的设计需求对气动外形参数化方法的灵活性、有效性提出了更高的要求。针对传统飞行器几何参数化方法气动外形约束过强导致设计优化空间受限及复杂外形设计变量冗余导致“维度灾难”等问题,提出了一种基于生成式模型的三维飞行器气动外形泛化表征方法。该方法通过提取气动外形剖面图像几何特征,约束全局外形与局部点云扩散模型,实现三维外形点云快速生成,以满足三维复杂外形降维表达和灵活设计的工程需求。该方法通过3个核心模块实现从剖面图像到点云外形,再到表面网格的全流程多视角泛化表征:基于变分自编码器与残差网络的剖面图像几何特征提取、降维重构模型;融合点云变分自编码器网络、条件可控生成扩散模型的三维外形点云生成模型;采用可微泊松求解器的表面网格生成模型。以三维翼身融合乘波体外形为例,通过控制隐变量空间中的泛化外形参数,实现了单个外形剖面图像生成耗时3 s,三维气动外形网格文件生成耗时80 s。所重构外形与初始外形的平均几何误差控制在1 mm以内,实现了飞行器复杂外形的高效泛化表征。此外,直接基于生成的表面网格导入计算流体力学软件,在不同攻角条件下进行了流场与气动特性的预示。相关研究成果为复杂飞行器的优化设计提供了一种智能且灵活的外形泛化表征手段。 展开更多
关键词 参数化方法 扩散模型 剖面图像 变分自编码器 可微泊松求解器
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设计空间几何过滤与流形重构增强的层流翼梯度优化设计方法
13
作者 杜皆诚 饶寒月 +4 位作者 杨体浩 艾俊强 陈艺夫 史亚云 白俊强 《航空学报》 北大核心 2025年第20期303-317,共15页
基于离散伴随的梯度优化方法是实现层流减阻优化设计的重要技术途径之一。层流翼转捩位置及气动性能对压力分布形态特征变化的敏感性,使得多约束下层流翼气动优化问题非线性较强、多极值特性较突出,显著增大了梯度优化方法的寻优难度及... 基于离散伴随的梯度优化方法是实现层流减阻优化设计的重要技术途径之一。层流翼转捩位置及气动性能对压力分布形态特征变化的敏感性,使得多约束下层流翼气动优化问题非线性较强、多极值特性较突出,显著增大了梯度优化方法的寻优难度及优化效能的鲁棒性。通过引入基于几何光顺与格拉斯曼流形几何表征的设计空间重构方法,滤除设计空间中的高几何畸变构型,并将高维设计空间映射到更紧致的低维无几何约束设计空间,同时耦合离散伴随方法,发展了设计空间几何过滤与流形重构增强的层流翼梯度优化设计方法。针对RAE2822翼型,基于不同几何参数化形式开展了气动优化设计。优化结果显示,相比传统层流翼梯度优化方法,优化效果对几何参数化形式的依赖性显著降低,算法寻优鲁棒性极大提高。所提出的层流翼梯度优化方法对于发展工程实用的整机级层流翼高效气动优化技术具有重要意义。 展开更多
关键词 离散伴随 梯度优化 格拉斯曼流形 几何光顺 层流减阻
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翼-发功能重构型跨域飞行器气动布局研究
14
作者 周肖鹏 陈海昕 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期439-455,共17页
为解决跨域飞行器气动外形及推进系统在高速与低速区间难以协调的设计矛盾,清华大学提出“翼-发功能重构型”跨域飞行器设计方案,得到3种可满足高速与低速要求的跨域飞行器气动布局形式,可实现自低速构型,通过飞行中的机翼重构型,实现... 为解决跨域飞行器气动外形及推进系统在高速与低速区间难以协调的设计矛盾,清华大学提出“翼-发功能重构型”跨域飞行器设计方案,得到3种可满足高速与低速要求的跨域飞行器气动布局形式,可实现自低速构型,通过飞行中的机翼重构型,实现高速构型的气动与推进功能。以机翼单折叠方案为例,介绍了“翼-发功能重构型”跨域飞行器的设计流程,并对示例方案开展性能收益分析。结果表明,翼-发功能重构型跨域飞行器气动布局可同时满足高速与低速设计点的性能要求,为跨域飞行器气动布局设计提供了一种创新思路,具有一定的应用潜力。 展开更多
关键词 翼-发功能重构型 跨域飞行器 变体飞行器 可重构 气动布局
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鸭翼弦向吹气对BWB飞机气动特性的影响
15
作者 袁昌运 夏明 +3 位作者 高维成 石伟峰 巩文秀 袁豪谦 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期24-30,共7页
为更好发挥鸭翼的增升抬头效果,对采用鸭翼上表面弦向吹气技术的翼身融合(blended-wing-body,BWB)布局飞机开展计算分析,给出不同迎角及吹气动量系数下的数值模拟结果,分析了鸭翼弦向吹气对BWB飞机的流动影响机理,研究了吹气动量系数及... 为更好发挥鸭翼的增升抬头效果,对采用鸭翼上表面弦向吹气技术的翼身融合(blended-wing-body,BWB)布局飞机开展计算分析,给出不同迎角及吹气动量系数下的数值模拟结果,分析了鸭翼弦向吹气对BWB飞机的流动影响机理,研究了吹气动量系数及弦向吹气位置对全机低速气动特性的影响。吹气前后的计算结果表明,通过在鸭翼上表面布置弦向吹气装置,可显著改变鸭翼表面流动形态,扩大鸭翼上表面负压区域,增大负压峰值,从而提高鸭翼升力,降低BWB飞机低速起降的配平和抬头操纵难度,且吹气动量系数越高,增升抬头效果越明显。随着吹气弦向位置向后移动,鸭翼及全机升力系数逐渐增加然后降低,存在一个最佳的弦向吹气位置范围。该技术可直接改善飞机流场,起到增升抬头的作用,对BWB飞机的发展和工程应用具有一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 翼身融合 鸭翼 弦向吹气 气动特性 数值模拟
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宽速域变体双翼飞行器气动布局设计研究
16
作者 戴今钊 陈海昕 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期426-438,共13页
宽速域飞行器速度快、部署灵活,具有重要应用价值。然而,宽速域飞行器的飞行包线显著宽于传统飞行器,不同设计点的气动外形设计要求相互矛盾,对气动布局设计提出了很大挑战。针对此类飞行器的设计需求,提出一种“宽速域变体双翼飞行器... 宽速域飞行器速度快、部署灵活,具有重要应用价值。然而,宽速域飞行器的飞行包线显著宽于传统飞行器,不同设计点的气动外形设计要求相互矛盾,对气动布局设计提出了很大挑战。针对此类飞行器的设计需求,提出一种“宽速域变体双翼飞行器”气动布局形式。此类飞行器由升力体机体、动翼、端板、连杆构成,可在低阻双翼、展开单翼、折叠单翼3种构型间切换。其中,低阻双翼构型在高速飞行状态下具有低波阻、高升阻比特性;展开单翼构型具有大升力面积、大展弦比;折叠单翼构型具有小升力面积、大长细比。飞行器通过流场波系引导的优化设计方法设计,同时将变体过程的几何约束引入设计方法中。典型工况下各构型气动性能的对比分析表明,通过在3种构型间切换,变体双翼布局型式飞行器在宽速域飞行剖面内具有较好的综合气动性能。 展开更多
关键词 宽速域 变体飞行器 消波 优化设计
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基于物理知识驱动的敏感性分析及分区代理模型优化方法
17
作者 邵梦莹 夏露 +1 位作者 张伟 赵轲 《航空工程进展》 2025年第4期48-62,92,共16页
设计变量“维数灾难”问题是限制基于代理模型优化算法应用到高维气动设计的关键技术难题。为了解决维度灾难问题导致的代理模型精度下降和优化效果变差的问题,改进一种基于物理知识驱动的敏感性分区代理模型优化方法,研究不同分区设计... 设计变量“维数灾难”问题是限制基于代理模型优化算法应用到高维气动设计的关键技术难题。为了解决维度灾难问题导致的代理模型精度下降和优化效果变差的问题,改进一种基于物理知识驱动的敏感性分区代理模型优化方法,研究不同分区设计变量对目标函数的敏感性;在序贯分区优化的基础上,以敏感性作为分区代理模型优化的顺序,开展进一步的优化设计研究。结果表明:该方法将高维设计空间分解为一系列低维子空间,可以显著提高代理模型的预测精度,实现样本的高效配置,从而实现高效的全局搜索,相较于传统代理优化方法,其建立代理模型所花费时间大幅减少,提高了代理优化方法处理高维气动设计问题的能力。 展开更多
关键词 分区优化 高效全局优化方法 维数灾难 敏感性分析 代理模型精度
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边条周向位置对钝头体非对称流动的影响
18
作者 宗思宇 王延奎 齐中阳 《气体物理》 2025年第3期50-60,共11页
在大迎角飞行时,钝头体会产生非对称流动,进而引起不确定的侧向力。在钝头体的头部施加一定高度的边条可以控制这种非对称流动。为了研究边条周向位置对非对称背涡结构的影响,在攻角50°和Reynolds数为1.68×10^(5)的条件下,通... 在大迎角飞行时,钝头体会产生非对称流动,进而引起不确定的侧向力。在钝头体的头部施加一定高度的边条可以控制这种非对称流动。为了研究边条周向位置对非对称背涡结构的影响,在攻角50°和Reynolds数为1.68×10^(5)的条件下,通过数值模拟和风洞实验,对比了不同高度的边条处于不同周向位置时钝头体的流动结构。研究结果表明,当边条绕模型周向旋转一周时,侧向力的扰动响应关系随边条高度的变化而发生变化。边条所产生的流动在模型背风侧的演化直接影响了边条对非对称流动的主控作用,当边条高度较小时,边条位于迎风侧和背风侧对非对称流动的主控作用一致。当边条高度较大时,边条位于迎风和背风侧,其旋涡的演化形式存在差异,对非对称流动的主控作用相反。 展开更多
关键词 钝头体 边条 周向角 响应关系 非对称涡
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基于深度学习的飞行器外形快速生成
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作者 王永海 李昊歌 +4 位作者 李嘉鑫 段毅 田川 郭灵犀 吴旭生 《航空学报》 北大核心 2025年第10期191-205,共15页
飞行器气动布局设计技术是发展先进飞行器和实现飞行器性能跨代提升的重要研究方向之一。传统飞行器气动布局设计存在气动构型选型困难、过于依赖设计人员经验的问题。同时,当前的气动外形参数化方法难以突破预设定的气动构型方案,在气... 飞行器气动布局设计技术是发展先进飞行器和实现飞行器性能跨代提升的重要研究方向之一。传统飞行器气动布局设计存在气动构型选型困难、过于依赖设计人员经验的问题。同时,当前的气动外形参数化方法难以突破预设定的气动构型方案,在气动布局优化设计过程中仅能对同一气动构型的外形参数进行优化调整,需设计人员反复开展选型迭代与优化,导致飞行器气动布局设计周期长;且难以获取最优气动外形,制约了短平快的高效方案论证。提出并发展了一种基于图像的飞行器外形生成框架,采用深度行进四面体方法和可微分渲染器,利用神经网络强大的非线性拟合能力实现了飞行器气动外形快速智能生成。飞行器生成外形表面光滑且具有高分辨率,尺寸包络可控,具有工程可用性,无需去噪操作。 展开更多
关键词 飞行器气动布局 快速生成 深度学习 升力体 生成器 判别器
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单叶旋翼气动-动力学耦合建模与案例分析
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作者 范中允 赵军民 王刚 《推进技术》 北大核心 2025年第1期20-31,共12页
为了缓解螺旋桨垂直起降飞行器在起降-巡航时的螺旋桨设计矛盾,提出一种由螺旋桨驱动单叶旋翼的新型动力布局,并针对旋翼布局的不平衡性设计分析建立了气动-动力耦合模型。推导并建立了非定常叶素动量理论-桨叶动力学耦合分析方法,与计... 为了缓解螺旋桨垂直起降飞行器在起降-巡航时的螺旋桨设计矛盾,提出一种由螺旋桨驱动单叶旋翼的新型动力布局,并针对旋翼布局的不平衡性设计分析建立了气动-动力耦合模型。推导并建立了非定常叶素动量理论-桨叶动力学耦合分析方法,与计算流体力学方法相比稳态计算误差在7.3%以内;对稳态下单叶旋翼动力系统的3轴受力、力矩特性进行逐一分析,提出了单叶旋翼质量分布设计方法,利用动不平衡特性进行配平,可消除稳态下的各轴不平衡力、力矩,使单叶旋翼工作特性类似于对称旋翼;对非稳态条件下的单叶旋翼不平衡特性进行分析,并提出采用过渡函数缓解短时出现的不平衡性,可使动不平衡扭矩下降66.8%,动不平衡力下降72.2%。 展开更多
关键词 垂直起降 单叶旋翼 螺旋桨 动态配平 质量分布设计
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