“高速磁浮列车空气动力学”专刊简介

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作者 丁叁叁 倪章松 +2 位作者 高广军 邓自刚 陈大伟 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期I0001-I0002,共2页

中国轨道交通发展历经几代技术创新与革命,取得了令世界瞩目的成就。然而,轮轨系统也极大限制了轨道交通进一步高速化,磁浮技术在轨道交通上的运用便应运而生。“十三五”期间,国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项中设立了“高速... 中国轨道交通发展历经几代技术创新与革命,取得了令世界瞩目的成就。然而,轮轨系统也极大限制了轨道交通进一步高速化,磁浮技术在轨道交通上的运用便应运而生。“十三五”期间,国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项中设立了“高速磁浮交通系统关键技术”研究课题,研发600 km/h高速磁浮交通系统,历经5年刻苦攻关、自主创新,解决了高速磁浮的诸多技术难题,掌握了高速磁浮设计、制造及评估方法,建立了开放的研发、制造与试验平台,形成了可持续研发能力。2021年7月20日,我国自主研制的600 km/h高速磁浮交通系统成套装备正式面世,标志着高速磁浮向工程化应用领域迈出了关键一步。 展开更多

关键词 高速磁浮 轨道交通 轮轨系统 磁浮技术 空气动力学 国家重点研发计划 成套装备 技术创新

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基于Arnold变换的抗截获波形设计方法

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作者 陈凤 杨阳 +2 位作者 程建军 朱立东 张勇 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第1期135-142,共8页

随着安全通信要求的提高,卫星通信信号的隐蔽性备受关注。提出了一种基于Arnold变换的抗截获波形设计方法,采用图像领域中的Arnold变换,将扩频信号在频域进行置乱后发送,使得置乱后的信号在时域上不具备扩频信号的周期特性,在频域上更... 随着安全通信要求的提高,卫星通信信号的隐蔽性备受关注。提出了一种基于Arnold变换的抗截获波形设计方法,采用图像领域中的Arnold变换,将扩频信号在频域进行置乱后发送,使得置乱后的信号在时域上不具备扩频信号的周期特性,在频域上更具有随机特性,提高信号传输的安全性。经Arnold变换后的信号采用时延相关法进行检测,不能检测出明显的相关峰。根据时延相关的结果,采用峰均比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)检测,分析置乱信号的检测概率。与传统扩频信号相比,设计的信号波形在相同信噪比和检测门限条件下,具有更低的检测概率,抗截获性能更好。经过仿真验证可知,接收端根据Arnold反变换,恢复出包含有重要信息的原始信号,并且经过Arnold变化后的信号几乎不会造成误码率的波动和提升。 展开更多

关键词 卫星通信 抗截获 波形设计 ARNOLD变换

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飞机气动除冰系统试验研究

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作者 陈磊 王榆淞 +3 位作者 张军 孔冰娜 朱程香 无 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期300-306,共7页

气动除冰技术具有能耗低、可靠性高的优点,广泛应用于小型商用飞机以及通用航空飞机。研究不同参数对气动除冰效果的影响,是飞机气动除冰系统设计和优化的基础。本文通过对气囊膨胀高度的研究,发现充气时间3 s、充气气压0.2 MPa是实现... 气动除冰技术具有能耗低、可靠性高的优点,广泛应用于小型商用飞机以及通用航空飞机。研究不同参数对气动除冰效果的影响,是飞机气动除冰系统设计和优化的基础。本文通过对气囊膨胀高度的研究,发现充气时间3 s、充气气压0.2 MPa是实现气囊最佳膨胀高度的条件。在此基础上,先后在地面冷环境以及结冰风洞中建立气动除冰系统试验平台,开展了不同参数对气动除冰效果的试验研究。试验结果表明,充气时间、充气气压、气囊宽度及结冰温度对除冰率均有一定程度的影响。并且,要想实现最好的气动除冰效果,靠近前缘驻点的气囊需达到一定宽度。此外,相较于霜冰,明冰的除冰效果更佳。 展开更多

关键词 飞机结冰 气动除冰 膨胀高度 除冰率 风洞试验

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考虑大气稳定度的典型复杂地形风场CFD模式

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作者 孙壮 李树民 +3 位作者 朱蓉 郑丹 刘伟毅 高建勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期197-205,共9页

为评估中国典型复杂山地风资源,实现风资源的高效利用,结合雷诺时均的k-ε两方程模型、大气粗糙度壁面函数和热浮力作用,提出能模拟不稳定、中性和稳定状态复杂地形风场特性的大气CFD模式,并针对湍流参数、大气粗糙度对风速廓线的影响... 为评估中国典型复杂山地风资源,实现风资源的高效利用,结合雷诺时均的k-ε两方程模型、大气粗糙度壁面函数和热浮力作用,提出能模拟不稳定、中性和稳定状态复杂地形风场特性的大气CFD模式,并针对湍流参数、大气粗糙度对风速廓线的影响进行参数化研究。采用两种方式驱动CFD模式:一种是通过来流上游的实测风速廓线驱动CFD模式,一种是通过WRF模式输出风速廓线和温度廓线驱动CFD模式。利用山西神池南桦山丘陵山地测风数据进行大气CFD模式验证,通过WRF-CFD耦合仿真研究山地公里级范围热浮力作用对风场的影响,详细对比不同热浮力作用下的大气CFD模式仿真精度。结果表明大气CFD模式能准确地模拟不同稳定度状态下的山区大气风环境,但对于不稳定状态下山后风场的模拟能力稍差。 展开更多

关键词 风能 风电场 大气边界层 复杂地形 大气CFD模式 风廓线 大气稳定度

原文传递

多孔介质对风洞管道内压缩波传播的影响

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作者 周廷波 于馨凝 +2 位作者 周国龙 贾乐凡 张家忠 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期50-58,共9页

磁浮飞行风洞运行中产生的压缩波在风洞管道内传播至风洞端面后反射,可能在测试段与模型发生碰撞,干扰试验结果。为了消除压缩波对风洞试验的影响,采用在风洞管道内部铺设多孔介质的方式降低风洞内压缩波强度,依据现有的多孔介质压降模... 磁浮飞行风洞运行中产生的压缩波在风洞管道内传播至风洞端面后反射,可能在测试段与模型发生碰撞,干扰试验结果。为了消除压缩波对风洞试验的影响,采用在风洞管道内部铺设多孔介质的方式降低风洞内压缩波强度,依据现有的多孔介质压降模型推导管道内压缩波通过多孔介质区域压降规律方程,并根据方程内影响多孔介质消波能力的参数进行了数值模拟。结果表明:多孔介质对不同强度压缩波均有相似比例的压降作用,其消波能力随压缩波强度、多孔介质惯性阻力系数及厚度的增大而增大;但当多孔介质惯性阻力系数及厚度增大时,部分压缩波不能通过多孔介质而是被其反射,反射压缩波强度也随惯性阻力系数及厚度的增大而增大。增加层数可以在不改变多孔介质其他参数的情况下降低反射压缩波强度,提高多孔介质的总体消波能力;多孔介质可以在较宽的环境压力(0.0001~1 atm)内保持良好的消波能力。 展开更多

关键词 压缩波 多孔介质 磁浮飞行风洞

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高速列车车顶-升力翼组合体气动特性 被引量：1

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作者 高建勇 张军 +4 位作者 倪章松 周鹏 朱彦 王成强 高广军 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期29-35,共7页

高速列车升力翼通过气动增升实现车体等效减重,为高速列车节能降耗提供了新思路。升力翼气动性能直接影响等效减重效果,研究车顶–升力翼组合体在不同工况下的气动特性对列车升力翼设计具有重要意义。采用计算流体力学方法和k–ε模型... 高速列车升力翼通过气动增升实现车体等效减重,为高速列车节能降耗提供了新思路。升力翼气动性能直接影响等效减重效果,研究车顶–升力翼组合体在不同工况下的气动特性对列车升力翼设计具有重要意义。采用计算流体力学方法和k–ε模型进行数值仿真研究,分析了车–翼连接杆对升力翼气动特性的影响,研究了升力翼飞高、来流速度、迎角等设计参数对升力翼气动特性的影响规律。研究结果表明:采用NACA0012翼型剖面的车–翼连接杆对升力翼升力和阻力的影响不超过3.7%;在车顶模型前缘引起的高速气流影响下,随着升力翼飞高增大,冲击升力翼的气流速度减小,升力有减小的趋势,在3倍弦长飞高范围内,不同飞高升力翼的升力差值最大不超过3%;当来流速度增大至90 m/s以上时,升力翼的升力系数和阻力系数分别稳定在1.62和0.61附近;在0°~22°迎角范围内,升力翼升力系数不断增大,迎角大于22°后,升力翼升力系数减小。 展开更多

关键词 高速列车 升力翼 支撑装置 数值仿真 计算流体力学(CFD)

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基于卷积神经网络的Bolund岛流场重构

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作者 李怡锋 薛明 +2 位作者 吴定聪 张伟 倪章松 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期38-47,共10页

基于卷积神经网络的流场重构方法是风资源评估领域的一种新兴方法,具有成本低、周期短、精度高等优点,在风电场建设评估和风资源利用等领域具有较强的学术价值和工程应用背景。以风资源评估中常用的Bolund岛为研究对象,采用CFD数值模拟... 基于卷积神经网络的流场重构方法是风资源评估领域的一种新兴方法,具有成本低、周期短、精度高等优点,在风电场建设评估和风资源利用等领域具有较强的学术价值和工程应用背景。以风资源评估中常用的Bolund岛为研究对象,采用CFD数值模拟的输入风廓线和输出流场为样本标签,构建了以多层融合卷积神经网络为基础的流场重构方法。以缩短计算时间为目标,研究了样本量对流场重构方法精度的影响,同时对重构方法的外插能力进行了分析。研究结果表明:建立的基于卷积神经网络的流场重构方法可以较好地还原流场信息;当重构目标处于训练样本范围内,全场最大重构误差不高于2%,且在样本量从100减小到25时,全场最大重构误差仍在5%以内;构建的重构方法具有一定的外插能力,但其能力有限,当重构目标超出训练样本范围,全场最大重构误差增加到20%以上。 展开更多

关键词 风资源评估 复杂地形 风廓线 深度学习 卷积神经网络 流场重构

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典型磁悬浮技术在磁浮飞行风洞中的应用分析

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作者 于馨凝 姜欣彤 +2 位作者 张军 周廷波 倪章松 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期27-36,共10页

磁浮飞行风洞的运行原理是利用磁悬浮、牵引和导向技术,驱动搭载模型的磁浮平台在封闭直线管道内作高速运动。磁悬浮系统对于精确控制模型加速/匀速/减速运动、达到试验所需运动状态尤其重要。本文结合磁浮飞行风洞总体技术指标及对磁... 磁浮飞行风洞的运行原理是利用磁悬浮、牵引和导向技术,驱动搭载模型的磁浮平台在封闭直线管道内作高速运动。磁悬浮系统对于精确控制模型加速/匀速/减速运动、达到试验所需运动状态尤其重要。本文结合磁浮飞行风洞总体技术指标及对磁悬浮系统的要求,从运行稳定性、系统安全性、试验功能性、环境适应性、技术成熟度等方面,对比分析常导电磁悬浮、永磁电动悬浮、高温/低温超导电动悬浮和高温超导钉扎悬浮系统。常导电磁悬浮系统难以达到最高运行速度(马赫数1.0)的技术指标,暂不作为磁浮飞行风洞备选磁悬浮方案。针对磁浮飞行风洞应用场景,基于层次分析法和灰色关联度分析法建立磁悬浮系统综合决策模型。结果表明,高温超导电动悬浮系统和高温超导钉扎悬浮系统具有较好的应用潜力。 展开更多

关键词 飞行风洞 真空管道 磁悬浮 层次分析法 灰色关联度分析法

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大气冰非等径孔隙细观结构随机建模方法

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作者 黄永杰 倪章松 +2 位作者 易贤 于馨凝 薛明 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第5期555-565,共11页

大气冰内部孔隙细观结构是影响其宏观力学性能的关键因素,然而传统方法在精细化模拟孔隙结构中存在局限性。为了更准确地模拟大气冰孔隙细观结构,提出了一种基于统计原理的建模新方法。首先,通过图像识别获得大气冰孔径的统计信息。然后... 大气冰内部孔隙细观结构是影响其宏观力学性能的关键因素,然而传统方法在精细化模拟孔隙结构中存在局限性。为了更准确地模拟大气冰孔隙细观结构,提出了一种基于统计原理的建模新方法。首先,通过图像识别获得大气冰孔径的统计信息。然后,通过拟合优度检验筛选确定与孔径真实分布相匹配的最优分布函数。其次,给出大气冰模型边界几何尺寸计算公式,并考虑孔隙相交情况,生成大气冰非等径孔隙细观结构随机模型。仿真结果表明,所生成大气冰模型中的孔隙定量信息与实验结果吻合较好,验证了建模方法的准确性和可行性。此外,系统讨论了二维、三维情况下模型参数对孔隙率精度与计算效率的影响。当模型中的孔隙数量达到50时,能够较好地实现孔隙率精度和建模成本之间的平衡,为后续力学性能精细化仿真提供支撑。 展开更多

关键词 大气冰 孔隙 细观结构 孔隙率 数值模拟

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基于自主软件LSWS的典型地形大气CFD模式研究与应用

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作者 李树民 孙壮 +5 位作者 李泽祥 李鑫洋 罗朝匀 李辉 孙鑫宇 刘伟毅 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1-14,I0001,共15页

基于我国典型地形风资源评估、风电场微观选址及风电预测等的发展要求,根据风场实测数据,提出了两种风廓线模型:一种是利用实测数据修正的Gryning风廓线模型,另一种是结合分段函数及理论公式拟合的风廓线模型。考虑大气热效应、地转效... 基于我国典型地形风资源评估、风电场微观选址及风电预测等的发展要求,根据风场实测数据,提出了两种风廓线模型:一种是利用实测数据修正的Gryning风廓线模型,另一种是结合分段函数及理论公式拟合的风廓线模型。考虑大气热效应、地转效应等大气效应,结合改进的雷诺时均k-ε两方程湍流模型,建立了能够模拟不同大气稳定度的典型地形大气CFD模式,开发了自主可控的风场CFD模拟软件LSWS(large scale wind simulation)。以锡林浩特平坦草原地形和山西丘陵地形的风场为例,比较了自主软件LSWS和商业软件Fluent的模拟精度。模拟结果显示:对于锡林浩特平坦草原地形风场,两个软件模拟结果与实测数据总体吻合良好;在稳定大气状态下,LSWS的计算精度较Fluent最大提升6.33%;在模拟山西丘陵地形时,LSWS的计算精度明显高于Fluent,特别是绕山脊的山后流场模拟更加合理,LSWS计算精度较Fluent最多提升40%以上。 展开更多

关键词 典型地形 风廓线 自主软件 CFD 风场模拟 大气稳定度

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Ca(NO_(3))_(2)改性对煤基多孔炭结构及甲苯吸附性能的影响 被引量：2

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作者 于馨凝 华哲生 +5 位作者 杨洋 刘少俊 郑成航 高翔 许德军 姜欣彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4063-4070,共8页

挥发性有机物(VOCs)是光化学反应形成细颗粒物(PM_(2.5))、臭氧(O_(3))等2次污染物的重要前驱体,对大气环境和人体健康具有严重的危害。多孔炭吸附法具有效率高、成本低、可再生等优点,在VOCs处理技术中应用广泛。然而目前国内生产的煤... 挥发性有机物(VOCs)是光化学反应形成细颗粒物(PM_(2.5))、臭氧(O_(3))等2次污染物的重要前驱体,对大气环境和人体健康具有严重的危害。多孔炭吸附法具有效率高、成本低、可再生等优点,在VOCs处理技术中应用广泛。然而目前国内生产的煤基多孔炭以中低端产品为主,存在孔隙不够发达、传质过程受限等问题。围绕多孔炭制备过程的结构原位调控以及VOCs在孔道内的扩散/吸附机制开展了深入的研究。以褐煤为原料,KOH为活化剂,通过酸洗脱灰和Ca(NO_(3))_(2)浸渍预处理,在碱煤质量比为2∶1的条件下制备煤基多孔炭,并选择甲苯作为目标VOCs进行吸附机制研究。结果表明,Ca(NO_(3))_(2)改性后制备得到多孔炭的石墨芳香片层堆叠高度(L_(c))减小、层间距离(d_(002))增大,说明Ca(NO_(3))_(2)改性导致石墨微晶的破坏程度加深,有利于发达孔隙结构的形成。以甲苯分子动力学直径(0.57 nm)作为孔径范围的划分尺度,发现PC-Ca0.2在甲苯分子直径1~3倍(0.57~1.71 nm)具有最高的孔容积,同时也具有最高的甲苯吸附容量(746.2 mg/g)。采用Weber-Morris颗粒内扩散模型分析甲苯吸附的速率控制步骤,发现吸附过程由内扩散和外扩散共同控制,PC-Ca0.2具有最大的吸附速率常数和最小的扩散边界层常数。因此,当多孔炭在甲苯分子动力学直径1~3倍内具有较大的孔容积时,其孔隙结构更有利于甲苯吸附过程的扩散传质。 展开更多

关键词 煤基多孔炭 Ca(NO_(3))_(2)改性 甲苯 孔道扩散 吸附平衡 吸附动力学

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初始环境温度对真空管道高速列车气动特性的影响 被引量：4

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作者 周鹏 张军 +1 位作者 李田 张继业 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期181-190,共10页

伴随着激波、膨胀波等波系的综合作用,真空管道高速列车诱发的气动热效应十分明显。初始环境直接关系到管内列车气动性能的好坏,研究环境初始温度对真空管道高速列车气动特性的影响对未来真空管道列车运输系统的研发具有重要意义。在建... 伴随着激波、膨胀波等波系的综合作用,真空管道高速列车诱发的气动热效应十分明显。初始环境直接关系到管内列车气动性能的好坏,研究环境初始温度对真空管道高速列车气动特性的影响对未来真空管道列车运输系统的研发具有重要意义。在建立含动边界的准二维非定常数值计算模型的基础上,通过分子动理论描述气流物性变化,利用SST k-ω转捩模型预测层流-湍流的混合流动状态,结合动网格技术实现了管内列车的跨音速运动,研究了273.15 K、300 K、350 K、400 K的初始环境温度下列车的气动特性变化。结果表明,随着初始环境温度增大,整车阻力减小,尾流扰动区发展过程减缓而车前扰动区发展过程加快,整个流场扰动区长度变化不大;在不同初始环境温度下,尽管尾流伴随着涡流脱落,但其温度波动的主频很低,约为0.76 Hz,波动幅度不超过2 K。 展开更多

关键词 真空管道 高速列车 初始环境温度 气动特性 计算流体力学

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磁浮飞行风洞试验技术及应用需求分析 被引量：9

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作者 倪章松 张军 +2 位作者 符澄 王邦毅 李宇 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期95-110,共16页

随着高速、超高速轨道交通的快速发展,需要发展新型的风洞设备,实现风洞性能和试验能力的突破。磁浮飞行风洞是利用真空管道列车概念结合动模型试验技术提出的一种新概念风洞设备,可以构建出更加接近真实状态的测试环境。本文从磁浮飞... 随着高速、超高速轨道交通的快速发展,需要发展新型的风洞设备,实现风洞性能和试验能力的突破。磁浮飞行风洞是利用真空管道列车概念结合动模型试验技术提出的一种新概念风洞设备,可以构建出更加接近真实状态的测试环境。本文从磁浮飞行风洞基本概念、国内外研究现状及发展趋势、试验技术、应用需求等几个方面开展论述。首先论述了国内外传统风洞和动模型设备的现状及发展趋势,指出了发展磁浮飞行风洞的必要性;其次,重点对磁浮飞行风洞需要发展的试验技术进行了分析;最后,对磁浮飞行风洞在超高速轨道交通及其他领域的应用需求进行了展望。 展开更多

关键词 磁悬浮 电磁推进 飞行风洞 试验技术 高速轨道交通

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高速列车串列升力翼翼型优化设计 被引量：5

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作者 王瑞东 倪章松 +3 位作者 张军 李树民 岳怀俊 余雨晨 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期129-137,I0002,共10页

气动升力协同高速列车是一种通过添加串列升力翼提高列车气动升力,实现高速列车整体能耗和全寿命周期成本下降的创新型高速列车概念。由于升力翼使得列车的净重量下降,车轮与轨道之间的作用程度减弱进而降低了摩擦阻力和车轮的磨损。为... 气动升力协同高速列车是一种通过添加串列升力翼提高列车气动升力,实现高速列车整体能耗和全寿命周期成本下降的创新型高速列车概念。由于升力翼使得列车的净重量下降,车轮与轨道之间的作用程度减弱进而降低了摩擦阻力和车轮的磨损。为减少串列翼之间的气动干扰,在铁路限界约束条件下,基于数值模拟方法,研究了不同壁面距离和攻角下的升力翼气动特性,提出了一种较优的升力翼气动布局,在此基础上开展翼型优化设计。研究结果表明:后翼处在前翼的尾迹区时会存在显著的升力损失,且气动损失随着前翼攻角的增大而增大。通过翼型优化,可以有效改善后翼的气动特性,相比原始翼型,新翼型的升力系数提升了14.06%,升阻比提升了10.71%。 展开更多

关键词 气动升力 高速列车 翼型 翼间干扰 计算流体力学

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一种基于块雅可比迭代的高阶FR格式隐式方法

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作者 于要杰 刘锋 +1 位作者 高超 冯毅 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1586-1598,共13页

最近,基于非结构网格的高阶通量重构格式(flux reconstruction,FR)因其构造简单且通用性强而受到越来越多人的关注.但将FR格式应用于大规模复杂流动的模拟时仍面临计算开销大、求解时间长等问题.因此,亟需发展与之相适应的高效隐式求解... 最近,基于非结构网格的高阶通量重构格式(flux reconstruction,FR)因其构造简单且通用性强而受到越来越多人的关注.但将FR格式应用于大规模复杂流动的模拟时仍面临计算开销大、求解时间长等问题.因此,亟需发展与之相适应的高效隐式求解方法和并行计算技术.本文提出了一种基于块Jacobi迭代的高阶FR格式求解定常二维欧拉方程的单GPU隐式时间推进方法.由于直接求解FR格式空间和隐式时间离散后的全局线性方程组效率低下并且内存占用很大.而通过块雅可比迭代的方式,能够改变全局线性方程组左端矩阵的特征,克服影响求解并行性的相邻单元依赖问题,使得只需要存储和计算对角块矩阵.最终将求解全局线性方程组转化为求解一系列局部单元线性方程组,进而又可利用LU分解法在GPU上并行求解这些小型局部线性方程组.通过二维无黏Bump流动和NACA0012无黏绕流两个数值实验表明,该隐式方法计算收敛所用的迭代步数和计算时间均远小于使用多重网格加速的显式Runge-Kutta格式,且在计算效率方面至少有一个量级的提升. 展开更多

关键词 高精度格式 通量重构格式 隐式时间推进方法 块雅可比迭代 GPU 计算

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基于Goring算法的三维数值水槽模拟

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作者 李思静 吕纯月 《四川建筑》 2021年第5期138-139,共2页

20世纪以来,世界各地的滨海结构深受海啸的影响。各研究学者通过模型试验进行研究,随着CFD的发展,数值模拟以其成本低、效率高等特点开始被学者广泛用于研究海啸作用力。文章利用大型商业计算软件Fluent,基于Goring算法和动网格技术,实... 20世纪以来,世界各地的滨海结构深受海啸的影响。各研究学者通过模型试验进行研究,随着CFD的发展,数值模拟以其成本低、效率高等特点开始被学者广泛用于研究海啸作用力。文章利用大型商业计算软件Fluent,基于Goring算法和动网格技术,实现了类实验室方法的推板造波法。并与已有实验数据相符。 展开更多

关键词 海啸 CFD Goring算法 孤立波

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航天器结构中导波健康监测技术的若干进展

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作者 余孙全 樊程广 +3 位作者 张翔 付康佳 陈勇 綦磊 《宇航学报》 EI CAS 2024年第4期487-498,共12页

基于航天器结构健康监测需求,从空间碎片撞击定位、结构损伤评估、泄漏定位3个方面,阐述了导波的相关应用进展。首先分析了空间站、可重复使用运载器和燃料贮箱等结构面临的风险和监测需求,然后介绍了相关的理论和监测方法研究进展,以... 基于航天器结构健康监测需求,从空间碎片撞击定位、结构损伤评估、泄漏定位3个方面,阐述了导波的相关应用进展。首先分析了空间站、可重复使用运载器和燃料贮箱等结构面临的风险和监测需求,然后介绍了相关的理论和监测方法研究进展,以及多物理场导波建模和传播仿真技术,最后探讨了设计集成“撞、漏、损”多功能一体化结构健康监测系统的实现思路,以及导波结构健康监测技术在与空间机器人、空间激光溯源、无线通信和能量传输结合方面的应用前景。 展开更多

关键词 航天器 结构健康监测 导波 超高速撞击 损伤检测 泄漏检测

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超声速风洞模型冲击载荷抑制装置设计

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作者 刘奇 刘常青 李增军 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期364-370,共7页

为降低暂冲式超声速风洞起动/关车过程中冲击载荷对试验模型和测量天平带来的风险,设计了一套冲击载荷抑制装置。装置由上下作动机构和平板等结构件组成,通过有限元方法对四连杆作动机构进行了受力分析,验证了结构的强度和刚度可靠性。... 为降低暂冲式超声速风洞起动/关车过程中冲击载荷对试验模型和测量天平带来的风险,设计了一套冲击载荷抑制装置。装置由上下作动机构和平板等结构件组成,通过有限元方法对四连杆作动机构进行了受力分析,验证了结构的强度和刚度可靠性。开发了伺服控制系统及软件,结合结构动力学分析确定了控制系统参数,设计了与风洞试验过程兼容的抑制装置工作流程,定制了可视化软件界面。从结构稳定性和抑制效果两个方面对装置进行了试验验证,结果表明该装置对法向力和俯仰力矩受到的冲击载荷抑制效果较好,降幅分别可达78%和77%。 展开更多

关键词 超声速风洞 冲击载荷 作动机构 伺服控制 结构动力学 风洞流场

原文传递

考虑冰层断裂与界面脱粘的电脉冲除冰仿真

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作者 黄永杰 倪章松 潘捷 《航空学报》 EI CAS 北大核心 2023年第S02期333-344,共12页

电脉冲除冰系统具备重量轻、能耗低、效率高等诸多优势,在飞机除冰领域应用前景广阔。基于损伤力学原理,考虑了界面脱粘、冰层断裂与裂纹扩展对冰脱落的影响机制,发展了一套电脉冲除冰有限元模型,对电脉冲除冰过程进行了瞬态动力学仿真... 电脉冲除冰系统具备重量轻、能耗低、效率高等诸多优势,在飞机除冰领域应用前景广阔。基于损伤力学原理,考虑了界面脱粘、冰层断裂与裂纹扩展对冰脱落的影响机制,发展了一套电脉冲除冰有限元模型,对电脉冲除冰过程进行了瞬态动力学仿真。通过对仿真模型与实验结果进行比对分析,证实了该模型较传统模型具有更高的准确性和合理性,为电脉冲除冰系统设计提供了新的、更精确的仿真手段。此外,还对一系列影响冰脱落的关键参数进行了深入探讨,包括冰层断裂强度、断裂能、冰层与蒙皮之间的法向粘附强度以及剪切粘附强度等。研究表明,影响电脉冲除冰效果最显著的因素是冰层与蒙皮之间的界面剪切强度,这些发现有助于促进复合式防除冰系统的设计,从而实现更高的除冰效率。 展开更多

关键词 电脉冲除冰 冰层断裂 界面脱粘 有限元模型 断裂能

原文传递