AUSMPW+格式在高超声速热化学非平衡流数值模拟中的应用

将AUSMPW+格式应用到高超声速热化学非平衡流场的数值模拟中。为提高精度,采用了三阶MUSCL插值方法。与LU SGS方法结合,提高了单步计算效率和收敛性。采用热化学非平衡十一组元气体模型求解了非定常轴对称Navier Stokes方程组,得到了收敛结果。数值模拟结果与文献结果进行了对比,并在弹道靶中进行了钢质圆球的实验验证。计算结果与文献、实验的对比说明,AUSMPW+格式可以在热化学非平衡流的数值模拟中精确地捕捉到强弓形激波,得到准确的空气动力系数。     

表面类裂纹缺陷与地磁场相对空间位置对漏磁场检测的影响

采用低频电磁场的有限元单元分析方法,分析铁磁性金属零件表面类裂纹缺陷与地磁场的空间相对位置变化对缺陷处漏磁场的影响,并通过试验进行了验证。结果表明：相对空间位置对漏磁场强度值影响较大,但对漏磁场强度曲线的变化特征影响不大。当缺陷与地磁场磁力线相互垂直时,漏磁场强度值最大;当缺陷与地磁场磁力线平行时,漏磁场强度值最小。这表明当采用漏磁场检测方法进行无损探伤时,零件的空间方向可能会影响探伤结果。     

基于uC/OS-Ⅱ和ARM的嵌入式系统功耗管理

为开发低功耗嵌入式系统和节约能源,分析了嵌入式系统的功耗来源及分类,提出了嵌入式系统的功耗设计方法,包括总体功耗设计、处理器选择、接口电路设计、电源供给电路设计以及动态电源管理等.基于以上方法,以uC/OS-Ⅱ和ARM LPC2131为研究平台,对上述功耗设计方法进行了实验验证.结果表明,采用合适的功耗设计,将大大降低嵌入式系统的功耗.     

基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构

缺陷重构,即从漏磁信号反演出铁磁性材料的缺陷轮廓或几何参数,是漏磁无损评估中的一个重要研究方向。针对缺陷漏磁信号特征及缺陷轮廓特征的复杂性,提出基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构方法。依据磁偶极子模型理论分析提取实测漏磁信号有效信息段,径向基函数神经网络作为前向模型,引力搜索算法作为迭代算法,利用其在高维解空间中避免陷入局部最优的能力,得到最优缺陷轮廓,实现缺陷重构。仿真和实验结果表明,基于引力搜索算法的缺陷重构方法能提高重构精度和效率,具有较高的实用价值。     

喷嘴结构对高压水射流影响及结构参数优化设计

喷嘴是产生高压水射流的关键部件,其结构形式对射流动力学性能有很大影响。以圆柱形喷嘴为对象,进行喷嘴结构对高压水射流的影响分析及结构参数优化设计。采用两相流计算流体力学模型进行喷嘴内外的射流流场分析。为节省计算资源,在优化设计时引入Kriging代理模型替代计算流体力学模型。分别采用改进的非劣分类遗传算法和基于分解的多目标进化算法进行单目标和多目标优化设计。研究结果表明:直线型喷嘴总体性能较优,凹型喷嘴的次之,凸型喷嘴性能最差。以直线型喷嘴为设计对象,以射流初始段长度和流量为目标,得到了单目标和多目标优化设计结果。单目标优化时,两个指标较基准外形分别提高14.71%和27.56%。多目标优化时,优化得到的半锥角处于[15.4°,89.8°]区间内。运用代理模型和进化算法的全局优化方法在进行喷嘴的优化设计时是有效的。     

复杂外形导弹出水过程空化流数值计算研究

基于Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用动网格和复合网格技术,提出了一种复杂外形潜射导弹出水过程中空化流数值计算方法。对头肩部、舵面及突起物的空化生成、演化及影响因素进行了分析。结果表明,出水过程初期空化数降低使附体空泡迅速扩大,随后空泡脱落与振荡的影响将更为显著;肩部在15m/s出水时产生空化并随速度上升而迅速增长, - 攻角时肩空化非对称性显现;舵面空化受出水速度影响较小, 攻角以下时空化面积小于全舵面积的10%,但攻角超过 后空化面积迅速增长至50%以上;减小突起物尺寸有利于避免空化产生,突起物空化受攻角影响较小,但在高速下可诱导临近弹体产生空化。     

战场运动目标快速跟踪研究

针对现有的基于图像序列目标提取算法HS算法和LK算法过于复杂、运算量大等缺点,提出了快速微分光流法,并利用Matlab仿真实验验证了该技术的可行性。     

稀薄流高超声速飞行器气动加热耦合计算

针对稀薄流域高超声速飞行器的气动加热问题,开展耦合数值计算研究。通过引入牛顿冷却定律,将直接模拟蒙特卡洛数值模拟方法与结构传热计算方法相结合,设计一种可对全机外形进行气动热和结构传热计算的高效松耦合方法,实现飞行器防热层结构材料温度分布特性的数值模拟。在以钝锥外形为例对直接模拟蒙特卡洛数值模拟程序进行验证的基础上,采用该方法对X37B轨道飞行器外形长时加热与结构传热过程进行数值模拟,给出结构温度及热流密度随飞行时间的变化规律。研究结果表明,设计的耦合计算方法能够模拟稀薄流域高超声速飞行器的气动加热及结构传热耦合过程,可为该类飞行器的气动热分析及热防护设计提供技术支持。     

基于梯度矢量流的水平集算法

针对传统水平集分割图像会出现演化曲线停止于梯度的局部极大值或孤立的边缘处的缺点,对速度停止项进行了改进.该方法将梯度阈值和梯度矢量流引入速度停止项中,利用梯度阈值来使边缘得到更好的保持;利用梯度矢量流来代替梯度场以扩大边界梯度场吸引曲线的范围,避免出现演化曲线停止于梯度的局部极大值或孤立的边缘处的现象.实验结果表明该方法优于传统水平集方法.     

漏磁检测探头提离对检测信号的影响分析

漏磁检测探头的提离对其检测性能影响较大,为掌握其影响特性,通过建立提离信号的采集系统,提取了不同提离情况下的检测信号,分析了检测探头提离对缺陷信号的影响,提出了检测探头在实际运行中具有"提离敏感区"、提离阈值及最佳提离值的观点,为检测探头及系统的研究设计提供了有益的参考.