考虑粒径分布的某大型排土场坡角设计

排土场具有成分复杂、粒径分布不均匀、孔隙率大、黏聚力小等特点,极易产生滑坡,为此对大型排土场边坡坡面碎石土粒径分布进行现场调查。研究发现,大粒径碎石从坡顶到坡底的含量逐渐提高,在坡底部含量占80.12%,粒径的分选性显著,决定了排土场力学性质下部强、上部弱的分布特点。在此基础上通过对给定坡高所允许最大坡角进行研究,得出随着坡角增大边坡稳定系数逐渐减小,两者之间近似呈线性关系,最终得到了180 m坡高允许的最大坡角为30°。研究为排土场设计工作提供依据。

基于大数据理论尾矿坝灾害风险评估

以实际工程为背景,结合尾矿坝溃坝事故案例及《尾矿库安全规程》(GB 39496—2020)建立尾矿坝风险评价指标体系,根据熵权法确定尾矿坝风险指标体系中的二级指标权重,通过系统研究与分析确定了坝体失稳和洪水漫顶所占权重最大,其次是渗透破坏和安全管理。对于指标体系中的三级指标,采用控制变量的方式,通过大数据模拟计算得到各项指标与安全系数的变化关系,并进行拟合和反分析,确定三级指标权重。通过对二级指标与三级指标权重进行综合计算和系统分析,得出坝体外坡比和堆积容重所占权重比例较大,其次是汇水面积、干滩长度和浸润线埋深等指标。基于评价体系及大数据体系计算和分析,应用模糊综合评价计算方法,最终确定当前尾矿坝安全风险等级为低风险。

微型飞行器的研究现状及其关键技术

微型飞行器(MAV)是新技术发展的必然产物,是目前国内外研究的一个前沿和热点问题。简述了目前国内外微型飞行器的发展现状,提出了发展微型飞行器亟待解决的几项关键技术问题,给出了解决这些关键技术问题的方法和途径,并对微型飞行器的发展趋势进行了展望。

超声速双层翼翼型的阻力特性研究

以布兹曼双层翼为基础,采用基于压力梯度自适应的非结构网格求解欧拉方程的计算流体力学(CFD)方法,计算分析了双层翼翼型的厚度和翼面间距对阻力特性的影响。在马赫数为1.7的情况下,由于激波的反射和干涉,超声速双层翼翼型的阻力系数仅为0.00189,为相同厚度菱形翼型的1/15。本文通过进一步的研究发现:减少翼型厚度对于双层翼翼型设计马赫数的阻力系数有一定的影响,且与超声速状态相比,厚度对于亚声速状态的阻力影响更大,厚度减少20%,亚声速状态的阻力系数减少可达60%以上;翼面间距对阻力特性的影响相对复杂,设计马赫数之前的阻力系数与翼面间距成反比,而设计马赫数之后的阻力系数与翼面间距成正比。在此基础上,基于激波的反射及干涉效应,提出了一种双设计状态的双层翼翼型,在最佳设计点之前,双层翼之间的激波/膨胀波会有两次反射,使翼型前后的压力基本相同,阻力系数出现一次下降。随着马赫数的增加马赫角减少,激波经过一次反射就能使翼型前后的压力基本相同,使翼型达到最佳设计状态。计算结果表明,双设计状态双层翼能够使双层翼翼型在两个设计点都具有较低的阻力系数。

先进翼尖装置流体动力特性数值模拟与分析研究

对民用客机上使用较多的两种翼尖装置(融合式翼梢小翼和翼尖涡扩散器)进行了对比分析与研究。在基本机翼参数相同的基础上,利用ICEM软件对基本机翼及分别加装两种不同翼尖装置的机翼生成点对点对接的高质量多块结构化计算网格,采用Roe三阶迎风偏置通量差分裂方法和隐式近似因子分解法求解耦合SA湍流模型的雷诺平均Navier-Stokes方程。通过计算得知:在巡航状态下分别加装融合式小翼和翼尖涡扩散器后,两种机翼的升阻比分别提高了10.945%和4.993%,俯仰力矩系数分别增加了9.410%和5.116%,翼根弯矩系数分别增加了7.380%和1.013%。分析结果表明:相比于翼尖涡扩散器,融合式翼梢小翼能更显著地提高机翼的升阻比,但同时也较为明显地增加了机翼的俯仰力矩和翼根弯矩,从而导致飞机配平阻力和翼根结构重量的增加。

新概念扑旋翼微型飞行器驱动机构设计研究

扑旋翼微型飞行器是一个多学科交叉的研究领域,驱动机构的设计是该微型飞行器的关键设计环节之一。在扑旋翼微型飞行器的飞行原理介绍基础上,通过对几种可能的驱动方式的对比分析,为扑旋翼微型飞行器选择了一种可行的驱动方案。通过Adams软件对扑旋翼微型飞行器的驱动机构进行了运动仿真分析,验证了该种传动机构的合理可行性。

双向飞翼超声速客机激波阻力和声爆研究

基于超声速双向飞翼构型,采用CFD方法进行阻力计算,采用F-BOOM程序进行声爆计算,研究翼型、平面形状和EFCE激波阻力优化算法对双向飞翼激波阻力和声爆的影响。计算结果表明,平底构型可以明显降低双向飞翼超声速客机的超声速巡航的声爆,却很大程度上增加了巡航阻力,而对称构型却恰好相反;细长的平面几何形状对降低双向飞翼激波阻力和声爆都有作用,尤其对降低对称构型的声爆效果明显;EFCE激波阻力优化算法对降低双向飞翼激波阻力有明显作用,但同时会带来声爆方面的不利影响。因此,超声速客机的减阻设计和低声爆设计需要进行权衡研究。

两种布局微型飞机的风洞试验研究

介绍了齐默尔曼和反齐默尔曼两种布局的微型飞机在西北工业大学低湍流度风洞进行风洞试验研究的情况。研究目的是探索微型飞机的风洞试验技术和获得两种布局微型飞机的低雷诺数气动特性。着重研究了风速、迎角对两种布局微型飞机气动特性的影响。研究结果表明:风洞试验是研究与微型飞机有关的低雷诺数气动特性问题的有效而又切实可行的途经;反齐默尔曼布局具有较高的升阻比和升力系数,是微型飞机理想的设计选择。试验结果可供微型飞机设计参考。

大型客机过道宽度对应急撤离时间影响的实验研究

大型客机过道宽度尺寸是影响应急撤离时间和客舱布置的一个重要因素,本文的主要内容是研究大型客机过道宽度对应急撤离时间的影响。建立了模拟大型客机客舱一部分的实验平台,通过在实验平台上做一系列基础实验,获取了不同客舱过道宽度下不同人群及混合人群应急撤离的时间。运用数理统计和方差分析的方法对实验数据进行了处理和分析,得到了当大型客机过道宽度尺寸在一定范围内变化时,对应急撤离时间的影响不存在显著性差异的结论。

微型飞行器相关技术研究进展

微型飞行器是航空领域一个新的研究热点,涉及多个技术研究领域。围绕与微型飞行器相关的低雷诺数空气动力学问题,进行了绕圆柱体低雷诺数非定常流动的数值模拟方法研究、低雷诺数机翼粘性非定常流动机理研究、扑翼的气动力估算方法研究、微流动控制的数值模拟研究和微型飞机的气动实验研究,指出了微型飞行器面临的问题,并展望了其发展趋势。

双气腔油气式缓冲器充填容差仿真分析

在飞机起落架优化设计的研究中,双气腔油气式缓冲器具有功量吸收能力大,缓冲效率高的特点,但性能易受初始充填情况的影响,如何对双气腔油气式缓冲器进行仿真分析成为研究重点。首先建立起落架的数字模型,通过ADAMS软件中的Aircraft计算分析模块结合特性文件对起落架着陆撞击的动力学特性进行仿真。通过对比正常充填条件下的仿真结果与试验结果,发现误差在4.3%以内,仿真方法有效可信。依据缓冲器高低压气腔不同的充填情况,分别进行仿真,对比不同充填情形下的仿真结果,得出该型起落架缓冲器的充填容差特性。建立了一种研究双气腔油气式缓冲器双腔充填对缓冲性能影响的分析方法。仿真结果有一定的工程应用和参考价值。

柔性-刚性混合翼微型飞行器气动特性研究

提出了一种将柔性翼和刚性翼相结合的柔性-刚性混合翼微型飞行器新概念布局型式,通过与刚性翼微型飞行器的风洞对比试验研究了该新概念布局的气动特性。在此基础上,进行了柔性-刚性混合翼微型飞行器试验原理样机的飞行试验验证。风洞试验和飞行试验研究结果表明:柔性-刚性混合翼微型飞行器的新概念布局是可行的;与刚性翼微型飞行器相比而言,柔性-刚性混合翼微型飞行器具有更好的气动特性,对解决微型飞行器抗风稳定飞行问题是有效的。

基于ISIGHT的复合材料机身优化设计研究

对机身等直段受气密载荷作用时蒙皮铺层的优化设计进行初步研究。将有限元软件NASTRAN求解器与遗传算法相结合,通过ISIGHT软件实现具体流程,并通过C++编程弥补ISIGHT的不足。分析得出了在气密载荷作用下,最优的机身等直段蒙皮的铺层顺序、铺层角度和层数。将优化前后复合材料机身对比,机身等值段减轻了16.2%的机身结构重量;与A320-200金属机身对比,相应机身段减轻了26.5%,提高了结构效率。该方法可实现读取初值、计算和读取结果整个过程的自动化,减少了大量计算时间。

静音锥对超声速客机声爆水平的影响

静音锥低声爆是通过在超声速飞机头部加装静音锥将机头产生的强激波转化为一系列互不叠加的弱激波,从而降低声爆。以一种"梭式"布局的超声速客机为基本模型,采用计算流体力学和波形参数法相结合的方法,研究不同参数的单级和多级静音锥对超声速客机声爆水平的影响。结果表明:静音锥的长度可以调节激波的干涉程度;静音锥的直径和圆锥顶角可以改变静音锥的初始超压值;静音锥级数对上升时间影响显著。

不同结构柔性翼的气动特性风洞试验研究

通过对6种不同结构的柔性翼模型进行的变迎角、变风速风洞试验,研究对比了不同柔度的柔性翼的升阻特性以及对风速变化的响应特性。结果表明,微型飞机采用柔性翼虽然降低了机翼升力的产生,但能够明显改善升阻比;不同柔度的柔性翼会直接影响微型飞机对风速变化的敏感程度,当机翼结构和柔度经过设计后,可以显著提高微型飞机对风速变化的适应能力。试验数据和结论对提高微型飞机的升阻特性以及对风速变化的响应特性具有一定参考价值。

静音锥对超声速民机低声爆效果的影响

声爆问题是制约超声速客机商业运营的重要因素之一。为抑制声爆,湾流公司提出了安装于机头的静音锥方案,取得了一定的效果。但静音锥方案也存在一定的不足,主要体现在难以配平以及作动机构复杂的问题。针对此问题提出了一种改进的圆滑过渡静音锥方案,并使用基于雷诺平均(RANS)方程的CFD求解器HUNS3D和基于Thomas波形参数法的远场FL-BOOM声爆传播程序,验证了所提方案对于抑制超声速飞机声爆的有效性,并就静音锥的多项特征对其降低声爆效果的机理进行了分析,证明了影响多级静音锥降爆效果的主要因素是长度而不是级数,但长度增加对低声爆效果也有利。研究结果对超声速飞机静音锥设计具有重要的参考价值。

微型飞机机翼平面形状选择方法研究

提出了一种在微型飞机初始设计阶段进行机翼平面形状选择的方法。该方法利用涡格法计算特定机翼平面形状的升阻特性,再结合多项式拟合和插值运算,利用等高线云图进行直观的对比显示进行机翼平面形状的选择。通过在微型飞机原理样机研制中的应用,验证了该方法的实用性和有效性。

柔性-刚性混合翼微型飞行器研究

微型飞行器是目前航空领域一个新的研究和发展方向。文章在刚性翼微型飞行器研究基础上,结合仿生柔性翼的研究,首次提出了一种柔性-刚性混合翼微型飞行器的新概念布局型式,并对其进行了详细的总体布局及参数设计。通过风洞试验对原理样机的气动特性进行了分析,对其操稳特性和抗风性能进行了初步的飞行试验研究。研究表明:文中提出的柔性-刚性混合翼布局微型飞行器具有良好的气动特性和抗风性能,为微型飞行器的设计提供了有益的参考。

结构/机构可靠性实验中柔性模拟接头的设计方法研究

接头的柔性对结构 /机构可靠性实验结果有很大影响。针对此问题提出了一种用组合弹簧来模拟接头柔性的柔性模拟接头的设计方法 ,给出了柔性模拟接头参数化设计的计算方法 ;结合理论方法 ,开发了能够计算给定载荷和位移条件下柔性模拟接头参数的应用软件 。

太阳能无人机关键技术分析

介绍了当前太阳能无人机的发展现状,主要分析了太阳能无人机在设计、制造过程中所涉及到的各种关键技术,指出了需要突破的技术难点,包括轻质、高效太阳能电池的研制与应用技术、能量储存与能量控制系统、太阳能无人机机体平台设计技术。认为太阳能无人机作为航空科学技术与新能源技术相结合的产物,其研制过程需将气动、结构、推进、优化等多学科技术紧密结合。