汽车防滑控制系统与动态偏航稳定控制系统

汽车制动防抱死系统ABS及其拓展系统———牵引力控制系统ASR/TCS、动态偏航稳定控制系统ESP是汽车的主动安全系统 ,决定车辆的操纵稳定性和行驶安全性。文中介绍了ABS及ASR/ESP的基本工作原理、国外先进的制动系统EHB和EMB的基本原理与特点及目前国内ABS的技术现状。

风力机动态偏航时对风轮气动性能影响的数值模拟研究

本文是对动态偏航风力机输出功率和风轮表面的压力分布进行了研究。以某S翼型风力机叶片为研究对象,采用有限元方法,模拟叶片在额定工况下以10°/s的旋转速度从正对来流风开始顺时针匀速偏转30°。在动态偏航过程中取10°,20°两个偏航角位置时的风轮表面气动力及5°,10°,15°,20°,25°,30°六个偏航角下风轮的输出功率分别进行气动力及输出功率对比,结果发现:同一偏航角下,风力机动态偏航时,三支叶片间存在不平衡气动力;同一偏航角同一叶片相同径向位置,风轮动态偏航时压力面与吸力面的压强差小于风轮静态偏航时压力面与吸力面的压强差。风力机发生动态偏航时,风力机受气动力变化幅度较大,输出功率会较大波动。

基于重叠网格的水轮机动态偏航水动力特性研究

本文提出采用基于重叠网格结合DFBI(动态流体固态相互作用)运动模型的CFD仿真模拟方法,实现了对水轮机在来流作用下被动旋转时的水动力性能进行动态监测,研究了来流流向动态变化对海流能水轮机周围的流场和水动力性能影响,并提出加装尾舵装置优化水轮机结构,对比研究不同舵面对水轮机水动力性能影响。研究结果表明:来流流向波动会导致水轮机获能效率快速下降,加装尾舵结构能够实现水轮机自对流运行,有效提高水动力性能。在低流速条件下,当尾舵面积Af为水轮机迎流面积A1的10%时在不同工况下对水轮机跟流性能提高幅度更大,更适宜作为水轮机尾舵。

小型风力机动态偏航平台应用与塔筒振动试验

针对小型风力机偏航实验研究主要集中在静态偏航的问题,文章提出了一种新型动态偏航平台设计路线,并搭建了小型风力机动态偏航平台。该平台属于整套动态偏航系统装置的核心部分,主要包括中央控制模块、动态偏航平台模块和二维位移平台模块。实验结果表明:相比于传统无偏航平台风力机(风力机塔筒直接与地相连),无风载荷条件下,装有动态偏航平台的风力机自身一阶频率减小5%,二、三阶频率变化均小于0.1%;在正对来流风条件下,随着风速增加,塔筒横向振动、轴向振动均小于无偏航平台的小型风力机塔筒振动。

动态偏航过程中风轮非定常气动特性研究

风向的非定常变化导致风轮的持续对风,产生交变载荷,影响风力机的高效稳定运行。为研究偏航过中风轮的动态气动特性,本文基于计算流体力学方法(CFD),对NREL Phase VI风力机进行了30°偏航角范围稳态和动态偏航气动特性模拟。分析了不同计算工况下风轮的功率、推力系数,得到了叶片沿展向各截面气动力系数载荷和有效攻角的变化规律。稳态偏航工况下,通过实验和动量叶素理论(BEM)、自由涡尾迹模拟结果对比,计算功率值和实验值吻合较好,验证了当前模拟的合理性。分析结果表明:动态偏航开始阶段,由于迟滞效应,风轮的载荷出现短暂的上升,风轮整体载荷随着偏航角增加而减小。随着风轮姿态动态偏转,旋转方向上附加的速度分量变化更大,使得风轮偏航过程中气动力系数比稳态偏航角下的波动增加。

偏航过程中风轮非定常尾流特性研究

针对偏航过程中风轮的动态尾流特性,运用计算流体力学(CFD)的基本方法对NREL PhaseVI风力机进行了30°偏航角范围动态偏航过程的模拟。通过与多个偏航角下的实验和动量叶素理论(BEM)、自由涡尾迹模拟结果对比,对比结果表明:随着偏航角的增加,风轮整体载荷减小;在风轮偏转过程中,旋转方向上附加的速度分量增大,导致风轮偏航过程中气动力系数比给定偏航角下的波动有所增加;动态偏航的速度尾迹偏斜出现延迟,宽度增加。

动态风向对风力机尾流演化规律的影响

为了研究动态风向对水平轴风力机尾流演化规律的影响,文中基于OpenFOAM软件平台,采用大涡模拟(LES)耦合致动线模型(ALM)的方法,分析动态风向幅值变化对尾流速度特性、湍流特性以及蜿蜒特性的影响.研究结果表明:随着动态角度幅值的变化,尾流速度上的差异主要体现在4D(D为风轮直径)以后,且随着角度幅值的增加,尾流平均速度的恢复越来越快;动态风向条件下,叶尖涡出现振荡现象,且随着动态风向角幅值的增加,振荡幅度越来越大;风向角的动态变化加剧了尾流的蜿蜒,随着角度幅值的增加,尾流中心最大偏移量增加,增长符合二次幂函数规律,且远尾流的增长率远大于近尾流;当动态角度变化幅值达到15°时,10D处的尾流中心偏移量达到了48.62%;动态风向角变化幅值的增加会改变尾流边界,导致尾流影响范围扩大.

复杂工况下的大型风力机气动弹性响应和尾迹数值分析研究

在复杂工况下,大型风力机受到载荷更加严重,导致风力机气动和结构耦合响应问题更加明显。主要针对稳态偏航、动态偏航、风剪切和随机风速场等复杂工况,采用非定常自由涡尾迹方法计算尾迹形状和气动载荷,加入了复杂工况的模型,进行了动态失速模型和三维旋转效应模型修正。在考虑气动载荷、惯性载荷和重力载荷影响下,采用有限元法结合模态法建立起风力机解耦动力学方程,并且通过Newmark方法进行数值求解该方程。实现了复杂工况数值模拟计算,比较不同复杂工况的气动弹性响应结果。最后,得出大型风力机在复杂工况下的气动性能、载荷、动态响应和尾迹叶尖涡线特性,并计算出风力机在复杂工况下的迟滞时间。这为推进自由涡尾迹方法应用于大批工况载荷计算,以及提高大型风力机载荷计算精度和设计水平等具有重要意义。

复杂工况下的大型风力机气动性能和尾迹研究

在复杂工况下,大型风力机非定常特性会更严重,导致风力机气动性能变化和尾迹预测更加复杂。本文主要针对稳态偏航、动态偏航、风剪切和随机风速场等复杂工况,基于自由涡尾迹方法,嵌入复杂工况的模块,加入了动态失速模型和三维旋转效应模型修正,实现了复杂工况数值模拟计算,比较了不同复杂工况的气动载荷和尾迹形状。最后,得出了风力机在复杂工况下的气动性能、载荷和尾迹叶尖涡线特性,并计算出风力机在复杂工况下的气动载荷超调量和迟滞时间。对推进自由涡尾迹方法应用于风力机工程的大批工况载荷计算,提高大型风力机的载荷计算精度和设计水平等具有重要意义。

北斗卫星姿态控制模式与卫星天线相位中心改正

为解决地影期间太阳敏感器无法正确感知太阳位置以及卫星姿态控制系统动量轮控制力矩较小等问题，北斗导航卫星采用了动偏、零偏两种姿态偏航控制模式。若在北斗卫星数据处理中采用类似GPS的纯动偏模式，将造成卫星天线相位中心及相位缠绕改正量计算错误。本文研究了动偏、零偏控制模式下卫星姿态特性，并针对北斗三类卫星，对比了两种姿态控制模式中，卫星天线相位中心及相位缠绕改正差异，希望能对北斗系统的应用提供技术参考。

IGSO姿态控制模式切换期间定轨策略研究

我国卫星导航系统IGSO卫星采用动态偏航与零偏航两种姿态控制模式,在太阳矢量与轨道面夹角较小时,采用零偏航。卫星姿态控制模式的切换造成了卫星所受光压力的变化。当处理包含动偏/零偏切换点的数据弧段时,由于卫星精密轨道确定策略及光压模型的不适应,无法用一组光压参数拟合两种状态,造成定轨精度下降。本文提出了利用分段线性模型描述太阳光压的定轨策略,可将定轨重叠弧段URE精度提高75%。解算的光压参数能够反映出两种状态的差异,是解决姿态转换期间轨道确定的有效方法。

北斗IGSO/MEO卫星姿态控制及光压差异分析

为规避GPS等国外卫星导航系统动态偏航姿态控制模式中的地影机动以及正午和午夜机动,北斗IGSO/MEO卫星采用了动态偏航和零偏航两种姿态控制模式。针对姿态控制模式引起的卫星本体、帆板受照及光压力的变化对定轨、定位解算造成的影响,该文通过对卫星姿态及受照的分析,查找由于姿态变化所造成的卫星光压摄动力变化的转换点,指出引起动偏、零偏下卫星光压摄动力差异的主要因素是零偏下入射太阳光线与太阳帆板不垂直,存在小角度夹角;两种姿态控制模式下光压摄动力的差异量级在10-8 m/s2。该研究成果可以为北斗卫星轨道确定提供技术支持。