用于旋翼飞机开发研究的多分野解析框架

介绍了日本宇宙航空研究开发机构研发的用于旋翼飞机的多分野解析框架。Heli Design是在各种旋翼飞机初期概念设计时使用的软件;rFlight可以提供在各种飞行条件下的平衡解析和线性化飞行模型;rBET/RMT是基于叶片要素理论的低保真度空力解析软件,和rMode提供的结构模型结合,可以推测旋转翼的弹性变形和各种飞行条件下的空力负载;rFlow3D是基于CFD计算的高保真度数值模拟软件;rGrid系列自动网格构造工具为其提供简单的网格生成;基于rFlow3D的计算结果,r Noise可以预测在任何观测点的噪声。这些软件已经广泛地被应用在各种新型旋翼飞机的开发研究中,其计算精度也已被各种实验结果所应证。

平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究

选择3种典型的平面涡轮叶栅,叶型折转角分别为68o、113o和160o,通过对其内部流场进行详细测量和流动分析,讨论叶型折转角对出口涡量分布、气流角分布以及流动损失的影响,并获得3种典型叶栅的旋涡模型。结果表明,在平面涡轮叶栅中存在着复杂的旋涡结构,而且对于不同的叶型折转角,旋涡模型也不同:随着叶型折转角的增加,流场中通道涡的强度不断增强,其位置也不断向叶片中部移动;受其影响,尾缘涡在整个流场中的地位则随着叶型折转角的增加而逐步降低。旋涡结构的变化会引起叶栅出口的气流角、密流和损失分布的明显差别,可以通过控制旋涡结构来重新组织流场。因此,认识叶栅内旋涡结构的基本特征可以为气动优化策略的选择提供依据。

在高负荷涡轮叶栅中应用弯叶片控制流动分离的实验研究

本文选择叶型折转角为113°和160°的两种高负荷涡轮平面叶栅,分别开展了直叶栅(STR)和正/反弯曲叶栅的流场测量和流动显示研究,讨论了叶片弯曲对壁面流谱和流动损失的影响。实验结果表明:当叶型折转角为113°时,适当的正弯叶片(DHP)可以减少叶栅流动损失;当叶型折转角为160°时,适当的反弯叶片(DHN)能提高叶栅气动性能。

低负荷弯叶栅流谱结构与气动性能的实验研究

在一套典型的低负荷矩形涡轮静叶栅中开展弯叶片影响叶栅内部流谱结构与气动性能的实验研究。利用微型5孔探针分别对6套叶栅的进出口流场进行详细测量,并在叶栅表面和端壁进行油流显示实验。从定性和定量的角度考察了叶片弯曲对壁面流谱拓扑结构、出口涡量、出气角及二次流损失分布的影响,总结了弯叶片影响边界层迁移与二次流损失发展的规律。

弯叶片对大转角平面涡轮叶栅气动性能影响的实验研究

本文选择叶型折转角为113°的平面涡轮叶栅,开展了直叶栅、正/反弯曲叶栅的流场测量和流动显示研究,讨论了叶片弯曲对壁面流谱、静压分布以及流动损失的影响。结果表明:对于大折转角(113°)平面涡轮叶栅,叶片反弯(DHN)使得叶栅流场明显恶化,叶栅损失增加;叶片正弯(DHP)则在一定程度上减少流动损失,但效果没有普通小折转角的涡轮叶栅明显。

内埋元件复合材料层合板分层损伤的试验及数值研究

功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径。然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因。本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素。拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系。结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度。数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为。数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟"裸界面"与"摩擦界面"对裂纹扩展速率的不同效应。

Pi-SAR极化数据与K分布指数估算森林生物量与实验验证

用2002年和2003年日本Pi-SAR全极化数据,研究日本北海道苫小牧森林地区的森林生物量。雷达后向散射系数随森林生物量的增大而增大并迅速达到饱和,L波段雷达数据饱和点约为40 t/hm^2,X波段仅约为20t/hm^2。在SAR数据统计分布中,K分布的指数参数在饱和点以上仍随生物量的增大而增大,并且HV极化方式时相关性最高。根据交叉极化数据K分布的指数参数与森林生物量的关系,本文估算了23个观测点的森林生物量,结果表明平均准确率为85%。因此该算法可以作为一种新的估算森林生物量的手段。

埋置元件复合材料层合板的分层损伤

通过对含与不含薄膜埋置元件复合材料层合板的拉伸和层间韧性的力学性能表征,探讨影响埋置元件结构完整性的一些关键因素。利用ABAQUS有限元软件,基于断裂力学用以研究裂纹扩展问题的虚拟裂纹闭合技术(VCCT),建立了在拉伸荷载作用下层合板分层起裂和扩展过程的数值模拟方法。在模拟分析中,考虑了裂纹萌生位置对分层扩展规律及结构强度的影响,并与实验结果比较,验证了本方法的合理性和有效性。

红外天眼看宇宙

红外线天文卫星将揭开宇宙的面纱 红外线是波长比可见光更长的龟磁波，肉眼无法看见。利用红外线假彩色图片,可以清楚地看到可见光波段所无法显示的．被尘埃遮蔽的宇宙空间。