【摘 要】
：
针对重型直升机(HLH)大重量、低转速的固有特性,提出了一种适用于重型直升机的飞行动力学刚弹耦合建模方法.该方法结合传统直升机飞行动力学与旋翼机体耦合动力学,将传统飞行力学的分析频段拓展到了5 Hz,额外考虑了桨叶和机体的弹性变形,基于阻抗匹配法推导出了显式的旋翼/机体耦合动力学方程,模拟了真实飞行状态下的直升机气弹耦合特性,利用该模型计算并分析了算例重型直升机的悬停飞行特性和空中共振稳定性.结果表明:旋翼机体耦合导致摆振前进型和机体弹性模态的阻尼-转速曲线先相互靠近至同一点再分离,可能引起直升机的高频瞬
【机 构】
：
南京航空航天大学 航空学院 直升机旋翼动力学国家级重点实验室,南京 210016
论文部分内容阅读
针对重型直升机(HLH)大重量、低转速的固有特性,提出了一种适用于重型直升机的飞行动力学刚弹耦合建模方法.该方法结合传统直升机飞行动力学与旋翼机体耦合动力学,将传统飞行力学的分析频段拓展到了5 Hz,额外考虑了桨叶和机体的弹性变形,基于阻抗匹配法推导出了显式的旋翼/机体耦合动力学方程,模拟了真实飞行状态下的直升机气弹耦合特性,利用该模型计算并分析了算例重型直升机的悬停飞行特性和空中共振稳定性.结果表明:旋翼机体耦合导致摆振前进型和机体弹性模态的阻尼-转速曲线先相互靠近至同一点再分离,可能引起直升机的高频瞬态振动;在摆振等效阻尼不足时,旋翼摆振后退型是不稳定的,但随着等效阻尼增加,摆振二阶周期型模态和机体弹性模态会出现耦合;桨叶弹性变形与机体弯曲模态及挥舞集合型耦合,但不会引起明显的不稳定现象.
其他文献
高效、低排放等需求促使发动机燃烧趋于近极限燃烧组织,亟需在稳定可控燃烧方面取得突破.湍流燃烧机理复杂,影响湍流燃烧数值模拟预测的物理化学和初始/边界条件参数众多.但是在该高维映射关系中,预测目标量往往仅在输入参数空间中的少数方向上梯度显著,称之为活跃方向.当活跃方向与空间基的方向不一致时,采用传统的全局敏感性方法难以高效地分析出主控参数以及后续的湍流燃烧机理.而活性子方法可以通过梯度的协方差矩阵特征分解得到上述活跃方向.本文综述了活性子空间方法理论及在湍流燃烧模拟中的应用:即探究海量输入参数空间中的活跃方
气液聚结过滤在过程工业领域具有广泛应用,纤维材料润湿性是影响聚结元件过滤性能的关键因素.基于光学测量法,本工作开展了单根三角形、三叶形和十字形纤维表面的液体润湿性差异研究,分析了液体接触角及体积的变化过程,考察了液体类型、纤维倾斜角度及异形度对润湿性的影响.结果 表明,液体表面张力越小,接触角越小,润湿性越强,但液体的挥发性易导致实际接触角大于理论接触角.三甘醇、癸二酸二辛酯和硅油的接触角基本不随时间发生变化,水和乙醇的接触角随时间逐渐减小且由于乙醇挥发速率较高,导致减小速率更大.液体接触角随异形纤维的倾
采用包埋法制备了粒径均匀的海藻酸钙(CA)硝化菌小球,并用不同浓度的NaC1溶液处理CA硝化菌小球来改善其扩散传质性能,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酸(AA)为单体材料,形成温度/pH响应层,制得一种新型温度/pH双响应硝化菌凝胶小球.以NH4+-N为指示物考察不同制备条件下硝化菌凝胶小球的氨氮去除性能及对温度、pH的敏感特性,并将其应用于实际废水的脱氮处理.结果 表明,经浓度为0.3％的NaC1溶液改性后的CA硝化菌小球的扩散传质性能最佳;15mL温度响应溶液中NIPAAm为200 mg、
MoO2纳米棒具有高电导率、高熔点及比容量较大,在超级电容器电极材料领域应用前景广泛.现有MoO2纳米棒制备方法大多存在操作复杂、收率低、成本高、易引入杂质等问题,且这些方法制备的MoO2产品存在形貌不均一、分散性差、电化学性能低的问题.基于此,本工作以双氧水和钼粉制备的过氧钼酸前驱体为钼源,PEG (8000)为模板剂制备出带状结构含钼杂化物,然后以浆态带状杂化物为原料采用两段式全湿法工艺制备纳米棒状MoO2.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱(EDS)和扫描电子显微镜(S
含纳米颗粒的气固两相湍流场在包括航空等众多领域中很常见,以单体、聚集体和团聚体不同形式存在的纳米颗粒在流场中经过生成、对流、扩散、凝并、破碎等过程,其数密度、尺度、尺度分散度等将发生变化.本文就以上相关研究状况进行了回顾,说明颗粒生成是气相化学反应产生的可冷凝蒸汽物质因表面冷却、绝热膨胀或混合、湍流混合或化学过程产生的过饱和所导致;导致颗粒凝并的原因包括布朗运动、湍流剪切、速度梯度、差异沉降;颗粒的凝并取决于颗粒的尺度和流场的特性,并受初始颗粒分布及湍流扩散控制;湍流场对颗粒凝并的影响除了湍流强度的因素外
水合物技术是实现天然气储存、气体分离、海水淡化和二氧化碳捕集等的潜在可行途径之一,水合物技术为了降低生产成本同时又保持系统流动性,通常选择冰粉或冰浆等形式使生成反应在冰点附近进行;自然界的天然气水合物多数赋存于天然的多孔介质内,随着全球气温升高,甲烷水合物在临界条件附近的敏感性会导致储层的稳定性下降及潜在的甲烷大量释放,尤其是受气候变化影响较大的冻土带天然气水合物,其储层温度一般也处于冰点附近.本工作研究了硅砂(0.1～0.5 mm)中甲烷水合物在近冰点的形成过程与动力学特征,分别在273.75,273.
本文总结了有关非牛顿流体射流雾化特性的研究进展.首先,阐述了预测非牛顿液体射流初次雾化失稳特性的理论方法,介绍了有关非牛顿流体射流初次雾化的实验现象和特性参数.当射流初次雾化的过程结束后,破碎产生的液滴会在高速气流中发生二次雾化.随后,总结了国内外有关非牛顿流体液滴二次雾化实验研究的相关进展.分析了液滴二次雾化的实验现象,总结了不同种类液滴二次雾化过程中所研究特性参数,如破碎模态、临界韦伯数和初始变形时间等随来流气体参数之间的关系,并介绍了基于液滴二次雾化物理过程所建立的预测喷雾场液滴平均粒径的雾化模型.
超声速条件下燃料和空气之间的高效混合是超然冲压发动机技术上的主要挑战.基于大涡模拟和流动稳定性分析,针对超声速尾迹-剪切流动开展了混合增强方法研究.尾迹的存在改变了混合层流动的速度剖面,对流动稳定性产生了重要影响,使混合层由三维最不稳定变为二维最不稳定,最不稳定扰动波频率和增长率增大.基于流动稳定性结果引入扰动的混合增强方式依然有效,根据稳定性结果设计了波纹隔板.数值结果表明:二维波纹壁引入的扰动未能增长,不具备混合强化效果,而三维波纹壁引入的扰动能够快速增长,具有混合强化效果,且波纹壁参数越接近最不稳定
航空航天、生物医学等领域均存在冲击波与空泡作用问题,冲击波尤其是多道冲击波作用下空泡溃灭包含着复杂的多相瞬变行为与物理现象.基于自主搭建的可压缩多相流并行数值平台,对液体中单一/多道冲击波与空泡的作用过程进行了数值模拟.通过对冲击波作用下空泡内波系性质,以及多道冲击波与空泡作用后的系列反射波系在液体中的相互作用过程进行详细解析,分析了不同冲击波作用下空泡的形变演化过程,探究了空泡的溃灭机制与特性.研究发现,相较于单一冲击波的作用,多道冲击波作用下空泡内部及周围液体流场中的波系结构更为复杂,然而无论是单一冲
航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一.介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心、北京应用物理与计算数学研究所和中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心联合研发的AECSC-JASMIN软件主要框架、算法以及针对该软件的算例检验.在Sandia射流火焰、支板火焰和单头部燃烧室检验算例中,对比实验数据,射流和支板火焰预测结果与实验值一致;支板算例的平均相对误差