检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2017年第9期51卷 131-137页

作者：陈刚苑宗敬张鸿志韩佳坤龚春林西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西北工业大学航天学院西安710072

为了研究几何参数对三维仿生运动翼推进性能的影响,基于IB-LBM算法开发了可在天河2号超级计算机上运行的大规模并行求解器。实现过程包括用浸入边界法在翼型表面构造力函数,并通过插值函数将翼型表面的力函数分散到周围流体网格点,然后... 详细信息

为了研究几何参数对三维仿生运动翼推进性能的影响,基于IB-LBM算法开发了可在天河2号超级计算机上运行的大规模并行求解器。实现过程包括用浸入边界法在翼型表面构造力函数,并通过插值函数将翼型表面的力函数分散到周围流体网格点,然后通过格子波尔兹曼方法进行流体计算,更新速度场。以椭球翼、平板翼、NACA0012翼、长方体翼为研究对象,系统研究了仿生翼的几何形状对推力系数与涡系结构的影响。研究表明:椭球翼表面的涡系结构饱满且距离翼型表面最近,其推进性能最好;NACA0012翼和平板翼的涡系结构类似,推进性能相近;长方体翼由于钝体效应导致涡系结构细小且距离翼型表面较远,其推进性能最差。研究结果表明,在仿生飞行器设计中,应避免采用类似于长方体外形的钝体仿生翼,椭球翼推进性能最佳,但是由于椭球型质量分布导致对仿生飞行器连接部位质量要求较高,可采用推进性能相近的平板翼。

关键词：仿生运动翼浸入边界法格子玻尔兹曼法推进性能几何参数

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适应于热-声场的各向异性声子晶体设计及特性分析

适应于热-声场的各向异性声子晶体设计及特性分析

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2018年全国固体力学学术会议

作者：郭婷李跃明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室

在热声振环境中,设计能适应多场环境影响的多功能材料对实际工程应用具有十分重要的意义。本文使用同一种材料,设计了二维各向异性声子晶体模型。该模型不仅能使热流发生偏转,而且在低频处形成了宽带隙。首先,将模型的基体设计为螺旋叠... 详细信息

在热声振环境中,设计能适应多场环境影响的多功能材料对实际工程应用具有十分重要的意义。本文使用同一种材料,设计了二维各向异性声子晶体模型。该模型不仅能使热流发生偏转,而且在低频处形成了宽带隙。首先,将模型的基体设计为螺旋叠层,以不同高度的弧形构件构成了各向异性基体,并将模型的振子设计成椭圆柱,通过各向异性的基体与振子的共同作用,引导热流的传播方向。增加振子与基体的高度比,使振子与基体的质量比增大,以此将带隙的位置降至低频处。最后通过数值模拟验证了所设计的声子晶体的弹性特征,并揭示了模型的铺设角与热环境对带隙位置及宽度的影响,研究发现可以通过改变环境的温度与模型的铺设角对带隙位置进行调控。并构建了由该各向异性声子晶体模型的单胞组成的有限板件,通过热传导计算,发现热通量从初始的水平传播方向偏转至y方向,以此来实现热流的调控。这些特性为声子晶体的带隙设计提供了新的思路之一,并且对于适应热-声场的多功能材料的设计具有参考价值。

关键词：螺旋叠层各向异性声子晶体低频带隙热环境

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多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命预测方法

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西安交通大学学报 2017年第11期51卷 150-155,172页

作者：赵广社吴思思荣海军西安交通大学电子与信息工程学院西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049

针对统计数据驱动方法中多变量无法建立退化模型的问题,提出了一种多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命(RUL)预测方法。建立了基于欧氏距离的航空发动机监测信息融合模型,综合多源监测数据以量化发动机健康状态退化过程;构建了基于非... 详细信息

针对统计数据驱动方法中多变量无法建立退化模型的问题,提出了一种多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命(RUL)预测方法。建立了基于欧氏距离的航空发动机监测信息融合模型,综合多源监测数据以量化发动机健康状态退化过程;构建了基于非线性漂移维纳过程的航空发动机退化模型,推导发动机剩余寿命概率密度函数解析式,实现对发动机剩余寿命的估计。选取C-MAPSS数据集进行仿真实验,结果表明,与已有研究结果相比,所提方法预测结果在确定系数和惩罚得分两项均有所改进。该方法可为其他非线性退化系统的RUL预测提供一定的参考。

关键词：剩余寿命航空发动机概率密度函数统计数据驱动

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一种单质声子晶体梁的减振特性研究

一种单质声子晶体梁的减振特性研究

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中国计算力学大会2018暨国际华人计算力学大会2018

作者：朱昀吴磊李跃明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室西安710049

声子晶体是一类具有空间周期性的特殊材料，其特殊性质如弹性波禁带、负折射率、负有效质量等在减震、降噪等方面有广阔的应用前景.梁、板结构广泛存在各类机械系统中，已有许多学者对梁、板类声子晶体结构的减振特性进行了数值与实验研... 详细信息

声子晶体是一类具有空间周期性的特殊材料，其特殊性质如弹性波禁带、负折射率、负有效质量等在减震、降噪等方面有广阔的应用前景.梁、板结构广泛存在各类机械系统中，已有许多学者对梁、板类声子晶体结构的减振特性进行了数值与实验研究.Yao 等人[1]针对具有低频Lamb 波带隙的一维声子晶体板开展了数值研究，发现通过改变几何参数可以实现对带隙的调控.

关键词：声子晶体振动传输轴向载荷

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高效气动弹性降阶模型在跨音速气动弹性结构全局优化中的应用

高效气动弹性降阶模型在跨音速气动弹性结构全局优化中的应用

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2018年全国固体力学学术会议

作者：李东风王怡星陈刚李跃明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安交通大学航天航空学院陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室

本文介绍了高效气动弹性降阶模型在跨音速气动弹性结构全局优化中的应用。在飞行器设计过程中为了达到设计目标需要频繁反复的修改飞行器的结构参数,而改变飞机的结构参数都会导致结构的动力学特性的改变。目前传统的基于非定常气动力... 详细信息

本文介绍了高效气动弹性降阶模型在跨音速气动弹性结构全局优化中的应用。在飞行器设计过程中为了达到设计目标需要频繁反复的修改飞行器的结构参数,而改变飞机的结构参数都会导致结构的动力学特性的改变。目前传统的基于非定常气动力气动弹性降阶模型(ReducedOrder Model-ROM)在结构参数和飞行条件不变的情况下的气动弹性分析中具有很高的精度,而当结构参数发生变化从而导致结构的动力学特性改变时,需重新进行采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics-CFD)对流场求解以获得新的降阶模型,而CFD流场重复求解和ROM的重复建立带来的计算量问题,限制了非定常气动力ROM在跨声速气动弹性结构优化设计中的应用。为了解决这些问题,我们开发了一种高效气动弹性降阶模型,该方法能够快速准确地计算气动外形确定的结构参数变化的机翼在模态激励信号作用下的气动力响应,同时具有很高的鲁棒性和计算效率。为了评估所提出的优化过程性能,本文采用AGARD445.6机翼模型和采用遗传算法(Genetic Algorithm-GA)作为优化工具,对在颤振速度约束的条件下获得最小的结构质量增量。结果表明,本文所提出的跨音速气动弹性结构全局优化方法可以高效的获得了最可行和最优的解。

关键词：降阶模型跨音速气动弹性结构动力重分析结构全局优化

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个体间距对三维仿生拍动翼群推进性能的影响研究

个体间距对三维仿生拍动翼群推进性能的影响研究

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第十届全国流体力学学术会议

作者：韩佳坤陈刚西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室

随着航空技术与相关学科的快速发展,飞行器设计正在追求长航时、超机动性和低能耗等性能,这使得目前的飞行器越来越表现出轻结构、大柔性等特点。流固耦合效应在飞行器气动设计、动力学分析中起着越来越重要的作用,甚至成为关键的约束... 详细信息

随着航空技术与相关学科的快速发展,飞行器设计正在追求长航时、超机动性和低能耗等性能,这使得目前的飞行器越来越表现出轻结构、大柔性等特点。流固耦合效应在飞行器气动设计、动力学分析中起着越来越重要的作用,甚至成为关键的约束条件之一。然而,自然界中的鱼类、鸟类与昆虫等经过漫长自然进化,具备了现代飞行器、潜水器望尘莫及的游动飞行能力。对生物飞行机理的深入研究,使得人们开始探索主动利用生物学理念设计新概念飞行器。研究其运动机理可以为人类研发新型高效飞行器提供指导;同时也可以为研究生物形态适应性和进化问题提供合理的解释。对生物运动进行数值模拟具有测力简单,可重复性强,可方便探究参数对流场特性影响等优点。尤其是近年来随着计算机技术的飞速发展,对生物运动进行数值研究已然成为当前的热点。相比于传统的CFD方法,格子玻尔兹曼方法(LBM)与浸入边界法(IBM)其特有的并行特性特别适合求解仿生运动中涉及的柔性大变形问题。针对自然界中,飞鸟等生物成群结队运动的独特现象,本文基于浸入边界格子玻尔兹曼方法(IB-LBM)在我国天河2号超级计算机上对三维仿生拍动翼群进行数值模拟研究,从流体力学角度解释生物结群现象中蕴藏的非定常流动机理。主要研究了直线构型和菱形构型下,不同个体间距对于拍动翼群整体推进性能和涡系演化的影响,揭示了仿生翼型表面脱落的涡系结构之间互相作用的机理以及涡相互干涉的规律。数值结果表明:在特定的群游构型下独立个体之间的间距对于翼群整体的推进性能具有显著的影响,从流体力学的角度诠释了自然界中生物的结群现行。数值研究结果为仿生飞行器能量最省编队设计与队形控制提供了相应的理论支撑。

关键词：仿生拍动翼群游推进性能浸入边界格子玻尔兹曼方法

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仿生拍动翼群推进性能数值模拟研究

仿生拍动翼群推进性能数值模拟研究

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第四届全国非定常空气动力学学术会议

作者：韩佳坤陈刚西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室

随着航空技术与相关学科的快速发展,飞行器设计正在追求长航时、超机动性和低能耗等性能,这使目得目前的飞行器越来越呈现出轻结构、大柔性等特点。流固耦合效应在飞行器气动设计、动力学分析中起着越来越重要的作用,甚至成为关键的约... 详细信息

随着航空技术与相关学科的快速发展,飞行器设计正在追求长航时、超机动性和低能耗等性能,这使目得目前的飞行器越来越呈现出轻结构、大柔性等特点。流固耦合效应在飞行器气动设计、动力学分析中起着越来越重要的作用,甚至成为关键的约束条件之一。然而,自然界中的鱼类、鸟类与昆虫等经过漫长自然进化,具备了现代飞行器、潜水器望尘莫及的游动飞行能力。对生物飞行机理的深入研究,使得人们开始探索主动利用生物学理念设计新概念飞行器。尤其是近年来随着计算机技术的飞速发展,对生物运动进行数值研究已然成为当前的热点。针对自然界中,飞鸟等生物成群结队运动的独特现象,本文基于浸入边界格子玻尔兹曼方法(IB-LBM)在我国天河2号超级计算机上对仿生拍动翼群进行数值模拟研究,从流体力学角度解释生物结群现象中蕴藏的非定常流动机理。主要研究了三角构型和菱形构型下不同个体间距对于拍动翼群整体推进性能和涡系演化的影响,揭示了仿生翼型表面脱落的涡系结构之间互相作用的非定常流动机理以及涡相互干涉的规律。数值结果表明:在特定的群游构型下独立个体之间的间距对于翼群整体的推进性能具有显著的影响。数值研究结果为仿生飞行器能量最省编队设计与队形控制提供了相应的理论支撑。

关键词：仿生拍动翼群游推进性能浸入边界格子玻尔兹曼方法

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一种改进的高阶梁单元

一种改进的高阶梁单元

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中国计算力学大会2018暨国际华人计算力学大会2018

作者：耿培帅裴永乐李录贤西安交通大学航天航空学院/机械结构强度与振动国家重点实验室/陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049中国

梁结构普遍应用于土木、机械、航天航空等各个领域，并已得到广泛而深入的研究，但仍有诸多基本问题尚待解决。与以往高阶梁理论不同，本文基于平均挠度和平均转角概念，运用梁理论的假设及条件，首先获得了具有正交二项展开形式的高次... 详细信息

梁结构普遍应用于土木、机械、航天航空等各个领域，并已得到广泛而深入的研究，但仍有诸多基本问题尚待解决。与以往高阶梁理论不同，本文基于平均挠度和平均转角概念，运用梁理论的假设及条件，首先获得了具有正交二项展开形式的高次轴向位移模式，可涵盖常用的三次、正弦、双曲正弦以及指数等多种高次模式。

关键词：梁的本构关系梁的虚功原理变分自洽的高阶梁理论高阶梁单元

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基于格子-Boltzmann方法及GPU加速的可压缩流动数值模拟

基于格子-Boltzmann方法及GPU加速的可压缩流动数值模拟

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中国计算力学大会2018暨国际华人计算力学大会2018

作者：张超王娴张虎李跃明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室西安710049中国

可压缩钝体绕流广泛存在于工程实际问题中,为了进一步分析其力学特性,本文采用格子Boltzmann 方法耦合双分布函数模型开展了可压缩粘性流体流动的数值模拟。计算中,时间项和空间项分别采用隐显龙格库塔和二阶迎风离散,同时,基于CUDA-C,... 详细信息

可压缩钝体绕流广泛存在于工程实际问题中,为了进一步分析其力学特性,本文采用格子Boltzmann 方法耦合双分布函数模型开展了可压缩粘性流体流动的数值模拟。计算中,时间项和空间项分别采用隐显龙格库塔和二阶迎风离散,同时,基于CUDA-C,将CPU 程序移植于GPU 上加速。

关键词：格子-Boltzmann方法可压缩耦合双分布钝体绕流 GPU加速

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基于一种高效气动弹性降阶模型的跨音速气动弹性全局优化

基于一种高效气动弹性降阶模型的跨音速气动弹性全局优化

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中国计算力学大会2018暨国际华人计算力学大会2018

作者：李东风王怡星陈刚李跃明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室 710049西安西安交通大学航天航空学院陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室 710049西安

本文介绍了在全局层面对三维机翼的跨声速气动弹性优化方法。该方法采用遗传算法(Genetic Algorithm-GA)作为优化工具，结合一种高效的基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics-CFD)的气动弹性降阶模型(Reduced Order Model-R... 详细信息

本文介绍了在全局层面对三维机翼的跨声速气动弹性优化方法。该方法采用遗传算法(Genetic Algorithm-GA)作为优化工具，结合一种高效的基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics-CFD)的气动弹性降阶模型(Reduced Order Model-ROM)对飞机的跨音速气动弹性性能进行优化。

关键词：降阶模型跨音速气动弹性结构动力重分析优化设计

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