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  • 简介:线振动MEMS陀螺在大载荷条件下,驱动轴与检测轴的谐振频率会发生漂移,频差随载荷变大。这类型振动陀螺为了提高灵敏度往往将两个振动轴的谐振频率设计得尽量靠近,但当角速率载荷较大时,两个振动轴的谐振频率将发生分裂漂移,彼此互相远离。漂移量与向心加速度无关,近似与角速率载荷的平方成正比,且两轴的谐振频率越靠近漂移越剧烈。考虑到Coriolis效应的弹簧质量块二维振动数学模型可定量描述该现象,表明此现象为线振动陀螺Coriolis效应的一部分。理论分析、仿真研究实验数据的不同角度对这种频率漂移特性的分析结果吻合良好,为进一步结构优化奠定了理论基础。

  • 标签: MEMS陀螺 大载荷 谐振频率漂移 Coriolis效应 二维振动
  • 简介:针对某飞行器翼面高速展开过程,采用定常非定常数值模拟两种不同方法,进行折叠翼面展开过程气动载荷分析研究,其中定常方法主要研究翼面从折叠到展开过程中不同展开角下外翼面的气动特性,分析展开角、来流参数对外翼面气动力的影响;非定常方法主要模拟折叠翼面展开角速度变化,从而获得典型工况下翼面展开过程的载荷情况,分析非定常效应对气动载荷的影响.研究发现,当翼面展开速度与来流速度相近时,则非定常效应不可忽略而必须采用非定常模拟方法.

  • 标签: 折叠翼面 气动载荷 展开角度 非定常效应
  • 简介:本项高超声速流绕平板的边界层特性实验研究在中国航天空气动力技术研究院(CAAA)的炮风洞中完成.为了研究分离流动特性,选择了一项实验研究,通过实验分别提供绕模型的附着流动与分离流动实验结果.其中第1个模型为顺流平板,第2个模型为平板上安装突起物,它们分别对应附着流与分离流动.文章专题研究平板绕流,为附着流,它是分离流动的基础.

  • 标签: 高超声速流 边界层流动 热交换特性
  • 简介:采用Born近似的Maxwell方程组积分解形式较少应用于气动光学数值计算,其困难在于对该方程组的离散化数值计算.而结合GCV-FFT(GeneralizedconvolutionbyfastFouriertransform)方法,在自由空间传播的Rayleigh-Sommerfeld衍射方程数值计算可以达到比较高的精度.通过对Green函数及采样系数的修正,积分方法可以用于气动光学现象的数值模拟.通过在超声速湍流边界层中光束传输的数值计算,可以看到一些气动光学效应,如光束偏移破碎等,可以用修正GCV-FFT+数值积分的方法得到良好的模拟.现有的方法可以给出更接近物理本质的定量结果.

  • 标签: 散射势积分方程 Born近似 气动光学 非均匀介质层传输
  • 简介:高超声速边界层转捩是高超声速飞行器设计的关键基础问题之一.为了研究高超声速边界层转捩,在风洞中,对平板模型进行了M=5的实验,在模型中心沿流动方向使用PCB脉动压力传感器对脉动压力时间序列进行采集.文章将本征正交分解(properorthogonaldecomposition,POD)方法引入高超声速脉动压力数据处理中,发展了单点POD分析方法.经验证,使用该方法重构数据的均方根(rootmeansquare,RMS)峰值位置可表征转捩位置,实用性强.

  • 标签: 高超声速边界层转捩 脉动压力 单点POD分析方法 第2模态
  • 简介:为研究转捩与湍流对激波边界层干扰及底部流动结构的影响,文章选取了二维与三维高超声速双斜面进气道模型与大钝头着陆器模型,并使用γ-Reθ转捩模型开展数值模拟研究.研究表明,对于二维进气道模型,随着前缘钝度的增加,激波边界层干扰位置前移,分离区变大,与层流流动情况相比,有转捩流动发生时,激波边界层干扰位置后移,同时分离流动强度变弱,分离区缩小;对于三维进气道模型,其拐角附近的分离流动呈现明显的三维特征,转捩流动也存在三维流动结构,与静风洞状态相比,噪音风洞状态下,有转捩流动发生,对壁面热流影响较大,对激波系影响很小.对于着陆器模型,底部流动发生转捩,使得底部流动由不稳定非定常的流动结构变为稳定定常的流动结构,这有益于姿态控制设计.

  • 标签: 激波边界层干扰 底部流动结构 高超声速 转捩流动 分离流动
  • 简介:由大粗糙元引起的髙超声速边界层强制转捩在航天技术中有实际应用,因而近年来受到人们的广泛关注.虽然目前导致该转捩过程的内在机理尚不完全清楚,但有一点是明确的,即粗糙元的尾迹流场中存在强对流不稳定性.文章的出发点是研究这种对流不稳定模态是如何触发转捩的.首先通过CFD方法,计算出髙超声速边界层中粗糙元的尾迹流场,并对其进行二维稳定性分析.结果发现,在传统不稳定Tollmien-Schlichting(T-S)模态出现的临界Reynolds数之前,存在髙增长率的无黏不稳定模态,表现为对称的余弦模态反对称的正弦模态.然后对该不稳定模态在粗糙元尾迹流中的演化进行了模拟,验证了二维稳定性分析的结果,并考察了非平行性效应的影响.最后通过直接数值模拟,研究由这些不稳定模态触发转捩的全过程.结果表明,对流不稳定模态确实是导致边界层转捩的关键机制.该转捩过程的特点是,局部湍斑首先在不稳定模态特征函数的峰值附近出现,然后向全流场扩散.就文章研究的工况而言,余弦正弦模态的相互作用对转捩的影响并不明显,且后者在转捩过程中起主导作用.

  • 标签: 层流-湍流转捩 二维稳定性 直接数值模拟 稳定性
  • 简介:针对车载导弹在低机动条件下的传递对准问题,根据车辆不能沿纵轴横轴作大的角机动的特点,提出了充分利用导弹发射前的刹车,起竖发射架这一系列的过程来进行传递对准的机动方案;针对主惯导、发射架子惯导之间的连接为多刚体柔性联接,主子惯导之间的挠曲变形建模复杂的问题,提出了将挠曲变形视为不确定性干扰,利用H∞滤波来实现传递对准的方法。仿真结果表明,在不对挠曲变形进行建模车载导弹只做射前准备机动而不做其它机动的情况下,导弹可在起竖完成前完成对准,且对准精度可达4′。

  • 标签: 传递对准 车载导弹 低机动 H∞滤波
  • 简介:通过分析显式有限差分格式的数值色散和数值耗散,导出一个适于有限差分格式的通用色散一耗散条件.根据群速度耗散率之间的物理关系,确定了用以抑制数值解中伪高波数波所需要的适度耗散.在以往发展的低耗散加权基本无振荡格式WENO—CU6-M2上的应用表明,该条件可用作优化线性或非线性有限差分格式的色散耗散的通用指导准则.此外,满足色散-耗散条件的改进WENO—CU6-M2格式还可选作低分辨率数值模拟,以三维Taylor-Green涡向湍流转捩自相似能量衰减问题展现了它的这种能力.与经典的动态Smagorinsky亚网格尺度模型相比,在Heynolds数胁:400~3000条件下,无黏黏性Twlor—Green涡的数值模拟结果均得到明显改善.在保持激波捕捉特性同时,与最新的隐式大涡模拟模型的计算效果相当.

  • 标签: 色散 耗散 有限差分 WENO格式 Taylor-Green涡
  • 简介:在不同工况下,旋转爆震波能够以单波、双波、多波模式进行传播.但在同一工况下,是否存在不同模式的稳定传播爆震波还有待进一步研究.基于Euler方程,耦合氢气/空气的有限化学反应速率模型,并采用高分辨率的5阶有限差分格式WENO-PPM5离散对流项,对三维旋转爆震波进行了数值模拟.计算结果表明,在同一特定工况下,旋转爆震波能够以两种不同的传播模式稳定传播,即单波模式双波模式.详细地对比了两种传播模式下的流场特征、爆震波传播特性、推力性能等.在同一工况下,两种传播模式的爆震波周向传播速度相差不多,但双波模式的频率约为单波模式的2倍;双波模式下质量流量、比冲、推力的平均值均略高于单波模式;且双波模式的可燃混气层高度约为单波模式的1/2,这有助于缩小旋转爆震发动机的长度,使之更加紧凑.

  • 标签: 旋转爆震 点火条件 传播模式 传播特性 推力性能
  • 简介:对不同进口条件下的超燃冲压发动机燃烧室内氢气喷流超声速燃烧流动特性进行了数值模拟与分析.宽范围超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器推进系统设计中的热点问题之一,受实验设备硬件条件及实验技术限制,数值模拟技术仍然是超燃冲压发动机燃烧室内燃气燃烧特性及流场特性的主要研究手段.采用基于混合网格技术的多组元N-S方程有限体积方法求解器,在不同进口Maeh数及压强条件下,对带楔板/凹腔结构的燃烧室模型氢气喷流燃烧流场进行了数值模拟,对比分析了氢气喷流穿透深度、喷口前后回流区结构、掺混效率及燃烧效率等流场结构与典型流场参数的变化特性及影响规律.研究成果可为宽范围超燃冲压发动机喷流燃烧流动特性分析提供参考.

  • 标签: 氢气横向喷流 超声速燃烧 超燃冲压发动机 流动特性 数值模拟
  • 简介:基于惯性系的双矢量定姿方法选择惯性系中的两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准的问题,但该方法仍需要精确的地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下的SINS抗晃动自对准问题,提出了一种基于重力视运动的三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系的姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明:加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies(db4)小波进行5层分解来实现对重力视运动的降噪,并选择去噪后的重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明:db4小波具有良好的去噪效果,基于小波去噪的三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下的SINS初始对准。

  • 标签: 捷联式惯性导航系统 初始对准 重力视运动 小波去噪 三矢量定姿
  • 简介:本文首先论述了有源磁悬浮在国内外的发展状况趋势,接着论述采用有源磁悬浮的目的对有源磁悬浮的要求,并对时分式直流反馈有源磁悬浮的工作原理、磁悬浮元件、磁悬浮系统的稳定性、时分模拟开关以及对反馈回路的方案进行了分析。实验结果表明,有源磁悬浮应用于陀螺加速度计对仪表精度的提高起到了关键性作用。

  • 标签: 磁悬浮技术 加速度计 惯性技术 模拟开关 反馈回路 元件结构
  • 简介:本文论述了重力梯度仪在惯性导航、地球科学、地质科学中的重要作用以及重力梯度仪的现状前景,着重评述了旋转加速度计重力梯度仪、静电加速度计重力梯度仪和超导重力梯度仪的现状发展,最后指出了对重力梯度仪的应用发展需要进一步研究的问题

  • 标签: 重力梯度仪
  • 简介:受限混合层的流动主要是喷流与自由来流相互剪切形成的混合层受到壁面的限制而形成的一种流动.文章采用后向台阶平板模型研究了高速高压比条件下的受限混合层的典型流场结构以及冷却效率.实验自由来流Mach数为5,喷流的Mach数为1.28,喷流总压为0.2~0.7MPa,通过调整冷喷气流的总压,基于纹影流动显示技术获得喷口附近的激波结构特征流动参数之间的关系.形成喷口附近波系的欠膨胀流动现象的深刻认识,提取波系特征与流动参数之间的规律.基于流动显示及实验测量结果,通过分析流场中大尺度结构的空间演化规律,揭示流动参数对于冷却效率的影响规律及物理内涵.采用快响应压敏漆(FRPSP)技术在高超声速风洞开展热流分布冷却效率研究,获得了平板对受限混合层冷却效率的影响.

  • 标签: 高超声速 受限混合层 粒子图像测速 快响应压敏漆
  • 简介:机载环境下的GPS误差特性与静态不同,文中给出了一套机载环境下的GPS测量误差分析建模的方法。先通过多项式拟合,分离出机载GPS的测量误差,并根据GPS的具体应用环境,用机载SAR(SyntbeticAperttireRadar)雷达成像验证了这种分离误差方法的有效性,然后对GPS误差进行最小二乘处理,建立GPS的AR误差模型。应用这种方法,分析了实测某型飞机平稳飞行情况下的GPS数据,结果表明该型飞机在平稳飞行情况下的GPS速度定位误差过程分别可以用两个不同的10阶AR过程表示。

  • 标签: GPS 机载环境 SAR雷达 AR模型
  • 简介:本文介绍了几何式静电陀螺监控器的基本结构、工作原理导航方程;并着重介绍了静电陀螺监控器的自对准。由于几何式静电陀螺监控器的工作特点,在对准时,只需精确的位置座标而不需要航向信息。根据极轴陀螺的动量矩轴绕地球极轴的圆运动,用卡尔曼滤波技术对陀螺框架上的角度传感器输出进行数据处理,即可估计航向角极轴陀螺的动量矩轴相对地球地轴的初始偏差角。

  • 标签: 静电陀螺监控器 陀螺框架 动量矩 角度传感器 自对准 卡尔曼滤波
  • 简介:空间稳定系统是高精度长航时导航技术的关键,快速对准是其工程应用的重要功能之一。研究了基于位置速度观测的系统快速对准方法。基于Wahba定姿原理设计平台姿态角的粗估计算法,研究了系统水平通道误差模型的短时可观测性,并据此设计一个可实时估计平台失准角初值、水平位置速度误差的7维精对准Kalman滤波器。计算机仿真动态试验结果表明,所述快速对准方法可估计较大的平台失准角(3°量级),同时适用于系泊海上应急启动情况;在动态条件下精对准2h,精度即满足指标要求,具有较强的工程应用价值。

  • 标签: 空间稳定系统 快速对准 位置和速度观测 KALMAN滤波
  • 简介:研究了一种大风浪中舰船模型扰动参数的识别方法。通过对舰船角速率信号进行谱分析,确定舰船模型参数和静态扰动力矩的大小。所获得参数的精度可以满足自动驾驶仪控制系统综合整定的要求。

  • 标签: 舰船模型 扰动参数 谱分析 静态扰动力矩
  • 简介:为了解决目前导航设备维修保障工作中存在的维修资源分散、维修效率较低等问题,新建了基于Web的导航设备数字维修平台,分别设计了远程查询Agent、远程推理Agent、远程测试Agent等功能子模块。各Agent功能自治,有利于模块化设计系统扩展。多Agent联合则可以提高系统的分布计算能力整体性能。针对远程查询、推理、测试等多Agent通信问题,提出了一种易于实现的应用层黑板模型,采用MicrosoftSQLServer数据库表保存黑板消息,作为多Agent信息交换的中介。黑板消息的读取写入操作,采用ADO-NET数据库访问驱动来实现,避免了编写复杂的会话层通信程序。

  • 标签: 导航设备 远程诊断 黑板模型 多智能体