组合仿生跨介质飞行器设计及流固耦合性能研究

针对已有采用溅落方式入水的跨介质固定翼飞行器存在的机翼变构能力弱、气/水动性能尚有提升空间等问题,基于组合仿生理念提出了一种跨介质飞行器的设计方案。通过拼合翠鸟头部和龙虱身体构建了组合仿生机身外形,并参照鸟类翅翼设计了能够进行复杂变构型的仿生变体机翼,大幅提高了跨介质飞行器对多种运行模式和工况的适应性。在总体参数设计的基础上,通过数值仿真方法完成了空中飞行状态下气动特性分析和介质跨越过程流固耦合特性分析,进一步探究了组合仿生飞行器的特点。结果表明,所设计多种机翼构型可满足不同工况需求,组合仿生机身方案与传统流线型机身方案相比,空中飞行阻力系数减小13.1%,升阻比提高2.8%,入水过程最大冲击载荷降低20.9%,最大过载减小39.4%。文中所做的工作能够为跨介质飞行器的实现提供新的思路。

基于环形模板匹配的金属零件识别算法

针对在金属零件的模板匹配中,由于图像采集时零件摆放的位置和方向不同,使匹配图像中存在零件的不同侧面导致传统匹配方法准确率低的问题,提出了一种使用环形特征模板的模板匹配算法RTMM。通过一组同心圆将模板分割为几个环形区域,利用环形区域相互之间的关系作为预选区域的定位特征,在匹配图像中快速筛选出若干个预选区域;通过Sobel算子寻找各环形区域中的稳定点,根据各环形区域包含的稳定点数量筛选出能够代替整幅模板图像的环形区域;从环形区域中提取精确匹配的特征,对预选区域进行筛选,从而得到精确的匹配结果。

跨介质飞行器近水面滑跳流固耦合仿真及可滑跳区域研究

近水面滑跳是一种包含触水离水过程的掠水飞行方式,将其应用于新型跨介质飞行器的设计,可有效提升飞行器反舰攻击突防能力和自身生存能力。由于运动体近水面滑跳涉及速度和姿态角等多种运动参数,运动机理复杂,对于全尺寸复杂外形的跨介质飞行器,利用有限元仿真和飞行试验分析获取不同初始运动参数对近水面滑跳的影响规律,需要研究的工况众多,工作量较大。为了能够将简单缩比尺寸平板运动体应用于近水面滑跳仿真分析和试验设计中,对流体相似原理在近水面滑跳运动特性上的可预测性进行了验证。分别基于任意拉格朗日-欧拉描述的流固耦合方法和简单二元平板滑行理论,研究了复杂跨介质飞行器和简单平板运动体近水面滑跳运动特性,分析确定了2种运动体包含多个影响参数的可滑跳区域,并进一步基于相似原理探究了两者的关系。结果表明:所提出的跨介质飞行器的可滑跳区域分布与初始速度倾角几乎无关,可滑跳区域随初始速度增大而扩大,并最终趋于稳定;简单平板模型可用于模型试验和仿真分析,通过相似原理对复杂跨介质飞行器的可滑跳区域进行反推估计,能够为跨介质飞行器初步设计阶段的工程求解提供新思路。