【摘 要】
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水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5％以内;与水下滑翔机模型水池试验结
【机 构】
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天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300350;天津大学青岛海洋技术研究院,青岛 266237;青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋观测与探测联合实验室,青岛 266237;天津大学机
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水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5％以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ22以外,其他附加质量的相对误差在6％以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.
其他文献
为提高模拟电路故障诊断精度,采用卷积(CNN)和门控循环单元(GRU)相结合的模拟电路故障诊断方法.首先使用Multisim软件进行故障数据的采集,采用快速傅里叶方法进行故障预处理;预处理后得到的数据作为卷积神经网络的输入,进一步提取特征,减少参数,降低过拟合的风险;最后将其输入门控循环单元(GRU)进行模型训练,由softmax分类器进行故障分类.状态变量滤波器电路故障诊断实验结果表明,准确率可达97％,该方法有效可行.
设计能够模拟无人机调试及动力测试的试验台,用于测试无人机动力系统整体性能.该试验台采用小型共轴双旋翼无人机进行研究,通过调节控制器信号输出大小来控制电机输出功率,并实时记录力、电压、电流、电调转速信号以及脉冲宽度信号(PWM)信号等信息来分析小型共轴双旋翼无人机的动力系统性能.试验证明,试验台达到了设计要求,同时验证了小型共轴双旋翼无人机动力系统的可行性.对于小型无人机的飞控系统及结构优化具有一定的工程应用价值.
针对铁镍电池铁负极的严重钝化问题,采用溶胶-凝胶法合成Sn掺杂Fe3O4负极材料,研究不同Sn元素掺杂量、柠檬酸用量、焙烧温度和时间等对放电性能的影响.结果 表明:Sn的掺杂量为铁的20％(摩尔分数)、柠檬酸与总金属离子的摩尔比为1.5∶1、焙烧温度为800℃、焙烧时间为2h时合成的负极材料具有良好的放电性能;最佳条件下制备的Sn掺杂Fe3O4负极材料第30次循环放电比容量达到482mA·h/g;掺杂Sn可有效抑制钝化,使放电比容量显著提升,电池的充电效率、循环性能均得到改善.
采用脉冲电流对镍基高温合金进行固溶处理,对比脉冲电流处理和传统热处理两种方式对合金显微组织和力学性能的影响.研究结果表明:脉冲电流处理试样的剩余γ\'相体积占比小于热固溶处理试样,剩余γ\'相及重析出γ\'相的平均粒径均小于热固溶处理试样;经脉冲电流处理的试样力学性能更好;脉冲电流处理对γ\'相固溶的促进作用主要源于γ基体相和γ \'析出相之间的电自由能差异.脉冲电流处理有望成为高温合金固溶处理的一种新技术.
为探究激光诱导击穿等离子体声波的特性,采用Nd:YAG固体激光器作为等离子体激发光源,激光经过凸透镜聚焦后击穿空气产生等离子体,使用声波探头接收等离子体的声波信号并对其进行分析.研究不同激光能量下声波的时域特性、强度的空间分布特性和波前特性.结果 表明:声波振幅在时域中呈现线性相关关系,不同激光能量下振幅的线性拟合系数均大于0.99;声波强度的空间分布特性受到声源方向角的影响,声波在不同方向角的强度有所差别,相对激光传播方向成轴对称点处的声波振幅相等;声波的传播符合球面波的衰减方式,但在不同方向上冲击波速
人机协作时人与机器人构成复杂的人机系统,其控制系统的稳定性对机器人的操作和安全至关重要.本文针对上述系统稳定性问题,在非结构化的电力环境下,对人机协作时机器人控制的稳定性进行研究;考虑环境刚度和关节柔性,建立协作机器人-人闭环控制系统的导纳控制模型,通过观察系统极点位置的方法分析控制系统的稳定性;分析系统的相位裕度和幅值裕度,并通过时域仿真验证稳定性,分析结果发现:增大粘性系数、降低环境刚度将提高系统稳定性.
利用自制高压炉烧结制备Bi0.5Sb1.5Te3块料,采用光学显微镜研究不同制备条件对Bi0.5Sb1.5Te3样品形貌的影响,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和Seebeck系数电导率测试仪分析Bi0.5Sb1.5Te3块体材料的成分、元素含量和热电参数.X射线衍射结果表明:少量的氢原子和氮原子被引入到Bi0.Sb1.5Te3晶格中;在550℃、40MPa、氮气条件下制备的Bi0.5Sb1.5Te3块体较好(直径为12.6mm,厚度为1.5mm),氮化后的Bi0.5Sb1.5Te3在25℃时的
以液态水作为流体介质,对动态吸附装置的吸附剂层进行物理模型的建立和流场的数值模拟,得到其压力分布云图和速度分布云图.结果 表明:当入口流速一定时,压力沿液体流动方向逐渐降低;吸附剂球体内部与壁面处压差较小,壁面附近的空隙率大于吸附装置内部,产生“壁效应”;吸附装置近壁处及中心处液体部分未流经吸附剂而直接流出装置外,影响吸附效果.模拟结果可为动态吸附过程的深入研究提供理论基础.
回顾并简述了本刊重新出版40年来(特别是近10年来),为我国物理教学事业发展所做的一些工作,希望得到广大物理教师及有关管理机构的批评、指正.以便在今后岁月,为我国物理教学事业作出新的贡献.
推荐系统一直以来都是很活跃的研究方向.回顾了近5年来推荐系统涉及的数据集、算法、效果评估的研究发展状况,给出了推荐系统在互联网应用场景中的系统架构,从工业知识与经验以及工业生产工艺与工艺参数这两方面对推荐系统工业生产中的最新应用做了介绍.分析了推荐系统中“信息茧房”问题产生的原因,展望了未来推荐系统在“信息茧房”、可解释性、隐私性等方面的研究.