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火箭倒飞逆向喷流干扰特性数值模拟研究
1
作者 张培红 贾洪印 +3 位作者 赵娇 吴晓军 周桂宇 张耀冰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期120-128,共9页
有动力垂直回收是实现运载火箭可重复使用的关键技术之一。垂直回收过程中,火箭倒飞产生的大分离非规则流动,以及发动机逆向喷流与主流相互作用导致的复杂气动干扰,对数值模拟方法提出了严峻挑战。基于NNW-FlowStar软件和非结构混合网... 有动力垂直回收是实现运载火箭可重复使用的关键技术之一。垂直回收过程中,火箭倒飞产生的大分离非规则流动,以及发动机逆向喷流与主流相互作用导致的复杂气动干扰,对数值模拟方法提出了严峻挑战。基于NNW-FlowStar软件和非结构混合网格技术,采用球头逆向喷流标模,以及自主开展的火箭倒飞逆向喷流风洞试验标模,对数值模拟方法进行了验证,研究不同双喷喷流状态对火箭倒飞逆向喷流干扰特性的影响。结果表明:NNW-FlowStar软件可以较好模拟火箭倒飞逆向喷流干扰特性,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;不同组合喷流形式呈现出不同的喷流干扰特性和流场结构,不同喷流方案轴向力差异明显,对力矩特性影响也较大,甚至会导致全箭本体的纵向静稳定性发生变化,在超声速来流状态采用双喷状态2即2个水平喷管的方案减速效果较好。 展开更多
关键词 火箭倒飞 逆向喷流 干扰特性 NNW-FlowStar 数值模拟
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基于叠加流场面元法的民用飞机跨声速气动伺服弹性分析
2
作者 吴善强 陈琦 +2 位作者 孙亚军 尼早 陈文 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期167-179,共13页
与亚声速相比,民用飞机进入跨声速飞行时,其气动伺服弹性特性出现明显的频率偏移和稳定裕度下降等问题。对于研发阶段的飞机而言,研发成本昂贵、试飞风险高、设计更改周期长,故在初步设计阶段需充分考虑跨声速区域的气动伺服弹性设计。... 与亚声速相比,民用飞机进入跨声速飞行时,其气动伺服弹性特性出现明显的频率偏移和稳定裕度下降等问题。对于研发阶段的飞机而言,研发成本昂贵、试飞风险高、设计更改周期长,故在初步设计阶段需充分考虑跨声速区域的气动伺服弹性设计。采用偶极子格网法计算的非定常气动力无法考虑跨声速激波和边界层的影响。针对跨声速非定常气动力计算,将非定常小扰动速度势分为定常项和非定常项,通过计算流体力学求解跨声速定常项,使用非定常流场面元法求解时间线化的跨声速小扰动速度势方程来计算非定常项。将得到的跨声速非定常气动力影响系数代入气动伺服弹性机体频响函数中,并与试飞结果、偶极子气动力模型计算结果进行对比,结果表明:基于叠加流场面元法的跨声速气动伺服弹性分析在频率和稳定裕度等方面与试飞结果更吻合。探索跨声速区域传递函数频率和稳定裕度变化规律,为民用飞机跨声速气动伺服弹性设计提供方法。 展开更多
关键词 民用飞机 气动伺服弹性力学 计算流体力学 面元法 跨声速
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基于内部载荷强约束的高超声速飞行器外形优化方法
3
作者 孟鑫 靳梓康 +3 位作者 崔景芝 赵振军 闫文辉 俞宗汉 《飞行力学》 北大核心 2026年第1期20-25,共6页
为进一步挖掘高超声速滑翔式飞行器的气动性能潜力,发展了一种兼顾高升力特性、高容积率的型面优化方法。计算效率层面,基于二分逼近法在UG二次开发平台上发展了重构方法,在3.2 GHz主频的个人计算机上仅需约60 s便能完成设计。适用性层... 为进一步挖掘高超声速滑翔式飞行器的气动性能潜力,发展了一种兼顾高升力特性、高容积率的型面优化方法。计算效率层面,基于二分逼近法在UG二次开发平台上发展了重构方法,在3.2 GHz主频的个人计算机上仅需约60 s便能完成设计。适用性层面,通过随机给定的内部载荷验证,方法可适用于任意数量/形状的内部载荷。最后,选取典型高超声速飞行器构型进行气动特性验证。结果表明,基于型面垂向坐标仅0.94%~15.87%的微调重构,便可使阻力系数降低2.73%、升阻比提高2.90%;型面重构引起的飞行器头部压力分布变化是飞行器气动性能优化提升的关键原因。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 UG二次开发 气动外形优化
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基于OTFS-LFM的水下可见光通信感知一体化波形设计
4
作者 杨新 朵琳 +1 位作者 任勇 许渤雨 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期317-325,共9页
随着对水下通信需求的不断增加,水下可见光通信(UVLC)系统备受关注。通信感知一体化的概念在UVLC系统中的实现成为了一个新的研究热点。正交时频空(OTFS)技术以其在高多普勒和高时延信道中的卓越性能受到学术界广泛关注,为系统提供了强... 随着对水下通信需求的不断增加,水下可见光通信(UVLC)系统备受关注。通信感知一体化的概念在UVLC系统中的实现成为了一个新的研究热点。正交时频空(OTFS)技术以其在高多普勒和高时延信道中的卓越性能受到学术界广泛关注,为系统提供了强大的通信支持。与此同时,线性调频(LFM)技术由于其对多普勒频移的低敏感性而在无线通信领域广泛应用。将OTFS技术与LFM技术相融合,设计了一种UVLC感知一体化系统。通过实验仿真对比发现,系统在误码率(BER)、模糊函数及目标速度和距离信息获取方面表现出色。融合OTFS技术和LFM技术的系统在复杂水下环境中展现出卓越的适应性,为水下通信领域带来新的可能性。同时,考虑3种常见的调制方式,进一步分析不同调制对系统性能的可能影响,为系统优化提供有益的参考。 展开更多
关键词 水下可见光通信 通信感知一体化 正交时频空 线性调频 模糊函数
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B样条曲线驱动的脊形乘波体设计与气动分析
5
作者 熊佳俊 徐大军 曹沥丹 《弹箭与制导学报》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
传统脊形乘波体设计中,设计型线参数调整复杂且设计直观性欠佳。为此,本文提出基于B样条曲线的脊形上表面设计方法,通过控制点直接调整设计型线,提升设计灵活性与便捷性。利用Bezier曲线构建底部型线,结合吻切锥理论确定前缘与下表面底... 传统脊形乘波体设计中,设计型线参数调整复杂且设计直观性欠佳。为此,本文提出基于B样条曲线的脊形上表面设计方法,通过控制点直接调整设计型线,提升设计灵活性与便捷性。利用Bezier曲线构建底部型线,结合吻切锥理论确定前缘与下表面底部型线,采用三次和二次B样条曲线构建上表面型线。通过CFD(Computational Fluid Dynamics)方法验证方法可靠性,分析脊形乘波体的气动性能。结果表明:随着攻角逐渐增大,脊形上表面对气动特性的影响逐渐减弱,最大升阻比出现在攻角4°至6°范围内。所提方法为乘波体设计提供了更直观的型线优化手段,对工程化设计具有参考价值。 展开更多
关键词 乘波体 B样条曲线 脊形体 高超声速
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高超声速再入双锥飞行器横向喷流控制效率数值研究
6
作者 雷娟棉 朱沛宇 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期1-14,共14页
横向喷流是飞行器进行姿轨控的有效手段,为研究高超声速再入双锥飞行器横向喷流控制效率随飞行条件和飞行姿态角的变化规律,基于三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对再入双锥飞行器横向喷流绕流场进行了数值模拟研究,分析了飞行马赫... 横向喷流是飞行器进行姿轨控的有效手段,为研究高超声速再入双锥飞行器横向喷流控制效率随飞行条件和飞行姿态角的变化规律,基于三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对再入双锥飞行器横向喷流绕流场进行了数值模拟研究,分析了飞行马赫数、飞行高度、迎角和侧滑角对横向喷流控制效率的影响,并揭示了相应的流动机理。结果表明:在进行横向喷流控制时,飞行马赫数增大或飞行高度降低可显著提升喷流法向力和俯仰力矩的控制效率,随着飞行高度的增加,控制效率均逐渐接近1;迎角为-20°与-30°时,来流与喷流干扰使喷流气体大面积作用在飞行器表面上,导致产生与喷流推力方向相反的吸力,使喷流法向力控制效率降为负值,但会使喷流俯仰力矩的控制效率提高;随着迎角向正转变,喷流法向力控制效率逐渐转为正值,并在10°时达到最佳,喷流俯仰力矩控制效率会向1接近;侧滑角的变化对横向喷流控制效率的影响较小。 展开更多
关键词 横向喷流 再入双锥飞行器 控制效率 高超声速 数值模拟
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基于MPC的多目标防撞优化算法
7
作者 孙辉 张学东 +2 位作者 孙连蔚 杨凯欣 王蕊 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期445-452,共8页
为避免飞机滑行时追尾风险并兼顾乘客的舒适性,提出一种基于模型预测控制(MPC)的多目标防撞优化算法。建立向运动学模型,考虑飞机滑行的安全性和乘客的舒适性设计目标函数及约束;以相对速度和间距作为参数,设计变权重函数,将其引入到MPC... 为避免飞机滑行时追尾风险并兼顾乘客的舒适性,提出一种基于模型预测控制(MPC)的多目标防撞优化算法。建立向运动学模型,考虑飞机滑行的安全性和乘客的舒适性设计目标函数及约束;以相对速度和间距作为参数,设计变权重函数,将其引入到MPC中,优化安全性权重,利用序列二次规划(SQP)算法对变权重MPC策略进行求解得到期望加速度,并对变权重MPC的稳定性进行分析。通过仿真实验验证所提算法在典型工况下的防撞效果,实验结果表明:所提算法在实现减速防撞的同时,优化了加速度变化幅度,提高了乘客舒适性。 展开更多
关键词 多目标 防撞 模型预测控制 变权重 序列二次规划
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超声速进气道出口封闭的非定常流动特性研究
8
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
9
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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空间信息增强的室内多任务RGB-D场景理解 被引量：1
10
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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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：3
11
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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基于改进YOLOv5s的动态视觉SLAM算法 被引量：1
12
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 被引量：1
13
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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宽速域变体双翼飞行器气动布局设计研究 被引量：1
14
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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NNW-FlowStar软件模拟并联分离特性
15
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
16
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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临近空间飞行器用锂离子电池低温电解液综述
17
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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气动拓扑在飞行器新概念布局设计的应用研究进展
18
作者 廖鹏 刘传振 +2 位作者 杨金广 张玉东 白鹏 《兵工学报》 北大核心 2025年第11期14-26,共13页
飞行器气动布局设计一直以来遵从着经验驱动的设计理念,基准外形的气动性能往往已经决定并限制了形状优化设计所带来的气动性能的提升。这种传统的设计理念无法得到颠覆性的气动布局形式。近年来,随着气动拓扑设计概念的兴起,气动拓扑... 飞行器气动布局设计一直以来遵从着经验驱动的设计理念,基准外形的气动性能往往已经决定并限制了形状优化设计所带来的气动性能的提升。这种传统的设计理念无法得到颠覆性的气动布局形式。近年来,随着气动拓扑设计概念的兴起,气动拓扑设计方法得到重视并有望应用于未来飞行器新概念气动布局设计。以气动拓扑设计方法为主线,从气动拓扑表征方法和优化算法论述了发展历程,分析了现有方法在飞行器新概念气动布局设计的应用研究典型案例。首先,梳理了气动拓扑设计方法的发展历史;其次,综述了气动拓扑在飞行器新概念布局设计的应用研究进展;接着,总结了气动拓扑设计方法面临的挑战与难题,一个是气动拓扑优化处理高速可压缩湍流存在困难,另一个是飞行器流动拓扑流固界面光滑性不足;最后,展望了相关研究在未来的发展方向。 展开更多
关键词 飞行器 气动布局设计 多学科优化设计 气动拓扑 新概念气动布局
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一种基于近似梯度计算的高效气动力优化方法
19
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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临近空间长航时无人机飞发一体气动设计研究进展
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作者 甘文彪 管晨曦 +1 位作者 庄俊杰 向锦武 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第11期79-96,I0002,共19页
临近空间长航时无人机在持续侦察、通信中继、广域预警、应急救灾等任务中具有重要作用。然而,由于大气稀薄以及跨高度域飞行的特性,该类飞行器面临低雷诺数效应突出、推进效率低、飞发耦合严重等问题,需开展飞发一体气动设计研究。本... 临近空间长航时无人机在持续侦察、通信中继、广域预警、应急救灾等任务中具有重要作用。然而,由于大气稀薄以及跨高度域飞行的特性,该类飞行器面临低雷诺数效应突出、推进效率低、飞发耦合严重等问题,需开展飞发一体气动设计研究。本文面向临近空间长航时无人机梳理了飞发一体化设计的技术研究进展:首先,基于临近空间飞行器的布局特征,划分为常规布局高空长航时无人机、低动态大柔性布局高空长航时飞行器以及隐身布局高空长航时无人机三类,并分别指明其主要技术挑战与飞发一体化设计重点。其次,阐述飞发一体气动设计的理论体系,即“建模-约束-任务-评估”的系统研究模式及框架。接着,介绍稳健优化设计方法在飞发一体化设计中的应用:常规布局平台宜采用飞发一体稳健优化,低动态布局平台需关注分布式动力机身一体化稳健设计,隐身布局平台则强调机体进排气稳健设计。在此基础上,进一步探讨变桨距被动控制、鼓包控制等被动流动控制方法,以及合成双射流等主动流动控制增效技术在提升气动与推进性能中的潜力,并总结三类典型平台的研究侧重点。最后,针对临近空间长航时无人机飞发一体化设计,归纳了“建模-约束-任务-评估”的研究模式和关键技术重点,并展望了飞发一体稳健优化和流动控制的未来发展方向。 展开更多
关键词 临近空间 长航时无人机 飞行-推进一体化设计 稳健优化设计 流动控制
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