脉冲周期介质阻挡放电作用的PIV实验研究

静止大气下,对施加脉冲周期介质阻挡放电,半顶角为10°的圆锥前体进行了PIV实验研究。采用总平均和相位锁定平均方法对脉冲周期放电进行了分析;对比了不同占空比和不同相位角沿θ=90°半径上的切向速度和轴向涡量分布,得到了在圆锥表面等离子体诱导的最大速度和最大涡量;分析了脉冲周期放电的动量转移特性。实验结果表明:脉冲周期放电引发动量转移的主要机制是涡的增强而非气流的加速;当激励器处于脉冲放电间歇时,相位锁定平均的最大速度和最大涡量不为零,存在流动滞后效应,有利于节省能耗。

微秒脉冲电源的研制及其流动控制性能分析

在连续式等离子体电源的基础上,研制出微秒脉冲等离子体电源,增加了脉冲宽度、脉冲相位和脉冲频率等调制方式,丰富了等离子体实现流动控制的手段。给出了微秒脉冲电源的总体设计方案,对电源硬件电路及控制软件做了介绍,并提出了电源运行的具体指标。通过一系列静止大气下的流动控制实验,对比采用脉冲调制和连续放电时流场诱导效果的差异,证明脉冲等离子体电源比连续式等离子体电源性能有较大提升,且具有低耗能,工作稳定可靠等特点,应用前景广阔。

圆锥扫描单脉冲雷达测角特性分析

单脉冲雷达因其测角精度高,抗干扰能力强,使其得到了广泛的应用。本文分析了隐蔽圆锥法扫描原理,并对实际中应用比较广泛的比幅单脉冲雷达进行仿真。

高速风洞等离子体流动控制实验技术研究

针对开展等离子体高速流动控制研究的技术需求,通过专用模型及实验机构设计、绝缘密封走线、多层电磁屏蔽等技术手段,建立了一套适用于高速风洞的等离子体流动控制系统,提出了等离子体高速流动控制风洞实验的技术规范和运行策略,并初步探索了等离子体激励对二元翼型绕流的控制规律。采用该技术后,解决了高压电缆的绝缘、密封走线问题,模型与实验机构的感应电压减小90%以上。风洞实验结果表明:实验系统运行稳定,实验数据可靠,等离子体激励对Ma=0.2的流动可实现有效控制;施加等离子体激励后,NACA0012翼型的流动分离明显减弱,升力增大,阻力减小,临界失速迎角增大2°,最大升力系数增大4%,总体气动性能得到显著提升。

红外诱饵干扰效能与评估方法研究

利用红外诱饵对抗红外制导导弹,仍是目前应用最广泛的对抗手段。本文叙述了红外接收系统的工作效能、红外诱饵弹的干扰机理和干扰的必要条件,最后给出了红外诱饵干扰效果评估准则。

等离子体物流消杀设备及其智能化系统设计

为减小物流运输检疫工作的压力,设计了一种智能、高效且精准的物流消杀设备。因物流运输链中待消杀检测对象的品类繁杂,采用可在低温常压状态下高效杀菌的低温等离子体消毒技术,并在物流包裹消杀进程中设计一种垂直跌落装置,利用包裹自身重力进行翻转,减少消杀盲区。为提高消杀效率,搭建了可实时检测的智能化系统,实现消杀设备的自主控制,大幅度提高消杀效率,适用于冷链物流,为全产业链物流领域的病菌监测和防控提供了有效的解决方案。

盒式机翼布局气动特性研究

采用基于S-A一方程湍流模型的雷诺平均法求解N-S方程,研究了盒式机翼布局前后翼几何参数对气动特性的影响规律,为盒式布局飞机气动设计提供参考。结果显示:随着前后翼垂直距离的增大,盒翼升力和升阻比均增大;增大前后翼的纵向距离,盒翼升力增加;盒翼气动性能对两翼纵向距离的敏感程度不及对两翼的垂直距离。

PIV测定介质阻挡放电等离子体诱导的体积力

通过提高PIV测量速度场的空间分辨率,得到了精细的等离子体诱导速度场,给出了物面附近等离子体诱导流场的速度型,通过微分形式的N-S方程和积分形式的动量方程分别求解了介质阻挡放电诱导的等离子体体积力,得到了体积力的空间分布,分析了载波频率对等离子体诱导体积力的影响规律。计算结果表明:对于所采用的电极布置方式,等离子体激励器的诱导流场沿射流方向的体积力强于垂直射流方向的体积力;峰峰电压为12kV时,在10～45kHz的载波频率范围内,随着载波频率的升高,体积力呈先增大后减小的趋势。

基于UKF的无源定位技术研究

在现代战争中,由于利用目标辐射电磁信息的无源探测定位系统具有自身隐蔽和探测距离远等优点,因此它具有重要的应用价值,并已成为研究领域的热点.本文提出了一种基于UKF(Unscented Kalman Filter)的机载无源定位算法,该算法对量测模型非线性问题采用UKF予以解决,克服了EKF(Extended Kalman Filter)中引入的较大线性化误差对性能的影响。仿真结果验证了此算法的优越性。

等离子体流动分离控制的数值模拟

采用Shyy等提出的等离子体激励器对流动施加体积力的简化模型,测试了激励器对圆柱绕流分离的控制效果。研究了激励器对于大迎角下NACA 0015翼型流动分离的控制情况。数值结果表明:前缘是施加激励作用的最佳位置;当激励器处于最佳激励位置时,对NACA 0015翼型施加等离子体激励能有效的抑制流动的分离。在所研究的范围内,施加的激励强度越大,控制效果越好。结果表明:该方法对于流动分离的控制效果显著,达到了增升减阻的目的。

Altix 450在三维定常N-S层流数值模拟计算中的并行计算效率研究

在共享内存服务器Altix450上,应用Fluent流体计算软件进行三维定常N-S层流数值模拟计算,研究了该系统的加速比,并行效率和可扩展性;在对网格数为500万和1 000万的两次计算对比中发现,当网格数据大的时候,该系统并行优势明显。结果表明,大型的共享内存服务器在计算流体力学中对解决复杂流场数值模拟越来越重要,符合未来计算流体力学高性能计算的要求。

乘波体前体气动特性数值计算及实验验证

对机身/发动机一体化构型的乘波体的气动特性进行了数值计算和分析,采用格心格式的有限体积方法求解雷诺平均N-S方程,对一体化构型的乘波体三维粘性流场进行了数值计算,同时对同一构型的测压模型进行高超声速测压风洞实验,计算结果与实验吻合良好。结果表明:乘波体具有高升力、低阻力及大升阻比特性,飞行器前体预压缩效果明显,气动特性良好。

圆锥前体大攻角绕流的数值计算与分析

采用层流模型、Gamma theta转捩模型和SST湍流模型对半顶角10°的圆锥前体进行大攻角绕流的数值模拟,以探究其流动特性。给出了30m/s,不同攻角下流场的总压系数、速度矢量和涡量云图。研究发现,采用Gamma theta转捩模型可较好的模拟转捩流动;攻角大于10°时出现主涡,每个主涡都有一个总压系数最小值和无量纲的轴向涡量绝对最大值,它们均位于涡核处,量值随风速和攻角而变化。

Integrated design and performance optimization of three-electrode sliding discharge plasma power supply

The three-electrode sliding dielectric barrier discharge(TES-DBD) plasma actuator significantly enhances the ionization rate and momentum exchange between charged particles and neutral particles by incorporating a parallel DC electrode into the standard DBD design. This design improves the body force and induced jet velocity while allowing flexible control of the induced jet angle, overcoming the limitations of discharge extension and uncontrollable direction in traditional DBD plasma actuators. An integrated plasma power supply has been designed specifically for TES-DBD plasma actuators, streamlining the power supply management. The methodology involves designing the circuit topology for the TES-DBD power supply, followed by simulating and validating its operating principles using Multisim software. The operational performance of the power supply is evaluated through a comprehensive analysis of its electrical,thermal, and aerodynamic properties specific to TES-DBD plasma actuation.

Spatiotemporal evolution laws of sector-shaped dielectric-barrier-discharge plasma actuator

Dielectric barrier discharge(DBD)plasma actuators are widely used in active flow control due to their simple design and rapid responsiveness.However,they need more effectiveness and discharge extension.To overcome these limitations,a sector-shaped dielectric barrier discharge(SS-DBD)plasma actuator with an adjustable jet angle was developed to enhance flow control effectiveness.The flow field dynamics induced by the SS-DBD plasma actuator were quantitatively analyzed using particle image velocimetry(PIV).Experimental investigations showed that precise adjustments to the actuation voltage can modulate the maximum velocity of the induced jet.Furthermore,a quasi-linear relationship between the sector-shaped angles of the SS-DBD and the deflected jet angles was established,indicating that changes in the sector-shaped angles directly influence the direction of the deflected jet.This correlation enables precise control over jet angles,significantly enhancing flow control by adjusting the SS-DBD-PA's sector-shaped angle.

无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法

针对强电磁干扰环境下无人机之间的隐秘通信,该文提出了无人机编队中无线紫外光隐秘通信的能耗均衡算法。该算法能够结合紫外光非直视、低窃听等优点,克服传统无线电易被监听的缺点,在均衡能耗的同时为长机收集僚机信息提供可靠保证。通过引入考虑距离和剩余能量的优先级函数,提出基于分簇机制的改进算法BEAD-LEACH,并采用改进算法对无人机随机部署和呈圆形编队部署时进行仿真。仿真结果表明,在两种部署方式下,网络中50%节点出现死亡经历的时间分别延长了12%,16%,改进算法能够有效地均衡网络的通信能耗,延长无人机网络的生存时间。

无人机蜂群中紫外光隐秘通信能耗均衡路由算法

针对复杂战场环境下无人机蜂群的任务协同要求,保证编队内可靠的路由通信尤为重要。考虑无人机携带能源有限,为了尽可能延长空中作业时间,提出一种无人机蜂群中紫外光隐秘通信能耗均衡路由算法。在无人机编队保持的基础上,结合无线紫外光散射通信特点,在路由选择过程中引入通信链路路径损耗和无人机节点剩余能量来构建链路权值函数,从而有效地平衡无人机蜂群节点的能量消耗。仿真结果表明,与其他算法相比,所提算法能够动态地选择数据传输路径,使节点的能量消耗均衡,进而延长无人机蜂群的生命周期。

基于新型丝状电极等离子体激励器的前体涡控制

本文首次将新型丝状暴露电极DBD等离子激励器应用于大迎角下细长体非对称涡控制。丝状暴露电极的材料的选择对DBD推力以及推力效率至关重要,通过地面精细推力测量对丝状暴露电极等离子体激励器进行了优化,结果表明,本文研究材料中采用钨丝作为暴露电极,其推力效率最优;且随着电极直径从d=0.3 mm减小到d=0.08 mm,DBD推力效率显著提升。基于优化后的DBD激励器,将其应用于前体非对称涡控制:未施加等离子体控制时,压力测量以及PIV结果均表明细长体背风区流场为明显的非对称涡结构;在等离子体激励下,该非对称涡结构可变为对称甚至反向非对称,且非稳态激励控制能力明显优于稳态激励。研究发现,大迎角下细长体非对称涡控制与背风区原始涡系结构有关,其中包含对称涡系和非对称涡系。本文研究为大迎角下细长体非对称涡控制提供了一种新思路,同时也为丝状暴露电极DBD等离子体激励器的应用提供参考。

无人机巡线的紫外放电检测研究

针对无人机巡线中输电设施放电问题,推导了紫外放电检测链路模型并使用光电倍增管设计了紫外放电检测系统。使用紫外放电检测系统进行放电检测实验,实验结果表明,系统探测信号与放电信号高度重合,系统探测信号强度与放电信号的强度呈现良好的线性相关;同一探测距离不同探测位置探测得到的信号峰值与探测平均值的相对误差小于3%,即探测信号强弱与探测距离有关,与探测位置无关;不同探测距离下模型计算的理论值与实际探测值具有一致性,之间的相对误差最大为15.7%,验证了模型的正确性。该成果对无人机巡线时的紫外放电检测有一定的指导意义。

一种无线紫外光协助的无人机隐秘通信覆盖方法

建立机载无线紫外光非直视通信模型与无人机覆盖模型,引入三种相对虚拟力,提出一种基于相对距离的改进虚拟力覆盖算法控制无人机移动,仿真分析了不同场景下算法的性能以及紫外光通信角度对算法覆盖率影响。仿真结果表明,所提算法减小了无效覆盖以及重叠覆盖,相比随机部署算法、贪婪虚拟力算法和移动部署算法的覆盖率分别提高了18.33%,3.15%和1.83%,并减小了无人机的能量消耗。