适用于天然气压缩机的曲率连续阀形态与流道设计

为提高天然气压缩机性能,提出了一种截面母线为圆锥曲线的曲率连续阀。构建了曲率连续阀的流通面积数学模型;通过CFD(计算流体动力学)对不同几何参数、不同工况的曲率连续阀内部流场与流通性能进行了数值模拟分析,得到了曲率连续阀的压力损耗、气动力与迹线流出角度分析结果,并优化设计了曲率连续阀的形态与流道;对曲率连续阀和平台型锥阀进行了数值模拟实验,得到了不同类阀气动力、流通面积与压力损耗的对比结果。研究表明,曲率连续阀的几何参数直接决定其流通面积、气动力、压力损耗等性能指标;在相同工况下,曲率连续阀工作性能相较于传统平台型锥阀有一定提高,研究结果为气阀形态创新研究提供了理论基础。

曲率连续造型方法对激波噪声的影响机理

激波噪声是大涵道比涡扇发动机噪声的主要来源。为降低风扇/压气机叶片叶尖产生的激波噪声,对轴向亚音、相对超音的基元级叶型前缘脱体激波系进行研究。基于几何Hermit差值法(GHI)思想,提出一种3段式贝塞尔(Bezier)曲线构造曲率连续前缘叶型的方法,在完成改型设计时拥有更高的自由度。通过改变前缘上3段Bezier曲线间过渡点位置,探究局部曲率优化、整体曲率优化及带厚度补偿的改型方式对前缘处外伸激波强度和激波噪声的影响。通过对比研究不同数值模拟,结果表明:曲率连续前缘设计能减小叶型前缘处过膨胀区大小,减小由此产生的逆压梯度;局部曲率优化和整体曲率优化的方式能够分别在距前缘1倍弦长处降低噪声1.6 dB和4.6 dB。

光纤光栅曲线重建算法中的曲率连续化研究

在医疗内窥镜形状检测方面,传感器的定位精度对病灶的诊断和手术方案的制定起到了关键性的作用。本文在基于利用大长度的光纤光栅曲率传感器进行形状重建的方法上,对抛物、正弦和反正切形式下的理论曲线和实际曲线弧段中的曲率连续化方法进行了优化性研究,提出了三次样条曲率连续化方法。经过实验数据分析得出在算法优化后,对接近光纤光栅弯曲极限的实际曲线弧段中,X、Y方向上使用三次样条曲率连续化法后的坐标点平均拟合精度能够相对提升4.8%和2.2%,成功对二维曲线重建进行了精度改进。同时,曲线的重建响应时间为19 ms,能够满足实时性要求。

前缘点曲率可控的曲率连续前缘几何设计

传统的圆形和椭圆形前缘通常在前缘与叶型拼接处仅能达到1阶连续,曲率不连续对压气机叶型的损失有较大影响.为解决此问题,提出了一种可指定前缘点曲率的曲率连续前缘设计方法.首先从几何插值的角度对前缘设计进行分析;然后根据叶盆、叶背曲线的定义方式获得构造前缘的端点插值条件;再指定前缘点的位置、切矢和曲率;最后利用经典的2阶几何插值算法分2段构造前缘,将叶背曲线起始点到前缘点作为1段,叶盆曲线起始点到前缘点作为1段.文中方法不仅保证前缘与叶盆、叶背曲线的曲率连续拼接,而且可指定前缘点曲率.设计实例和分析结果表明,该方法能够改善压气机叶型的气动性能.

曲率连续的三角B样条曲线与曲面

给出了一种二次参数三角样条曲线 ,基函数由一组特殊的二次三角多项式组成 ;曲线的每一段由三个控制顶点生成 ,不仅具有二次均匀B样条曲线的端点性质 ,而且具有更好的逼近性、整体达到曲率连续。该曲线 (面 )可用于曲线曲面的造型。

曲率连续的有理二次样条插值的一种优化方法

人们通常用有理三次曲线样条来构造整体曲率连续的曲线 .提出利用有理二次样条曲线插值整体曲率连续的曲线的一种方法 .首先导出了两相邻二次曲线段间曲率连续的拼接条件 ,然后提出了求解平面上一个闭的点列中每一点处的切线的最优算法 .

大曲率连续钢箱梁桥剪力滞试验与分析

采用室内1∶10模型试验方法,系统研究了荷载作用下大曲率连续钢箱梁桥的剪力滞效应,得到了剪力滞系数沿纵、横桥向的变化规律,并根据箱梁截面受压区构造特点提出了考虑钢板初始弯曲的修正系数。利用空间有限元法对模型桥进行了分析,并与试验结果进行了对比。结果表明,试验数据与理论计算结果比较吻合。

NURBS曲线曲率连续延拓的一种有效算法

提出了一种局部延拓NURBS曲线的算法。从理论上探讨了使NURBS曲线获得曲率连续的延拓应满足的条件,同时又给出了在实际应用中使NURBS曲线获得曲率连续的延拓的基本算法。

曲率连续保凸插值三次Bézier曲线设计

讨论实现曲率连续的三次Bezier保凸插值曲线局部性设计方法,证明了两端切线平行或其夹角大于180°时 解仍然存在.通过计算实例说明该方法适宜于对曲线进行交互设计.

载人月球车曲率连续行驶轨迹的逆问题分析

为了分析月-地重力条件对宇航员驾驶载人月球车时所带来的操纵差异,采用线性二次最优的方法得到载人月球车的操纵动力学逆系统,对典型工况曲率连续条件下的轨迹路径函数进行推导,求得月-地不同重力条件下宇航员行驶相同轨迹所需的操纵输入.计算结果表明,为了行驶相同的轨迹路线,由于月-地重力条件的不同,当宇航员在月球重力条件下驾驶载人月球车时,需要做出比地球重力条件下更快的反应速度,更大的操纵幅度,以及更频繁的操纵变换,也说明了月面驾驶载人月球车具有更高的操纵难度.

曲率连续的非轴对称短舱气动型面参数化设计方法研究

为了进一步提高短舱内外流的气动性能,基于类别形状函数方法建立了曲率连续的非轴对称短舱气动型面参数化设计方法。为评价所建立的短舱气动型面设计方法的适用性,从曲率半径分布、关键工况下的流动特性和气动性能三个方面对使用所建立的方法和基于圆锥曲线方法设计的超大涵道比短舱进行了对比研究。结果表明:与基于圆锥曲线方法设计的短舱相比,所建立的方法设计的短舱不存在轴向曲率半径波动。由于消除了曲率波动引起的短舱壁面附近局部过度加速形成的高速低压区,在马赫数为0.8的巡航条件下外罩壁面局部阻力降低了4.5%;在马赫数为0.82的飞行工况下,外罩壁面局部阻力降低了5.5%。进气道气动型面设计方法的改进,使得大攻角爬升条件下进气道总压恢复系数提高了0.41%,稳态周向总压畸变指数减小了8.82%。

智能车大角度弯道转向曲率连续的轨迹规划方法

为了使智能车能够顺利地在大角度弯道上行驶,提出一种新的曲率连续的无碰轨迹规划方法。该轨迹规划方法基于β样条曲线,利用β样条曲线的凸多边形属性,考虑避碰约束、曲率约束、转向速度约束以及状态约束等非完整约束条件对运动轨迹规划的影响,生成一条曲率连续的无碰行驶轨迹。实车试验结果表明,提出的方法比传统方法更加有效可行,规划的轨迹曲率连续,且能够使得车辆顺畅地进行循迹行驶。

平面三次贝齐尔曲线曲率连续定理

为弥补外形设计中常用的平面三次贝齐尔曲线的缺点,本文提出了平面三次贝齐尔曲线曲率连续定理,即保证各段贝齐尔曲线在衔接点曲率连续的控制点关系式为α=1—cμ~2。式中α和μ是确定待求的贝齐尔曲线控制点位置的比例系数,取值范围为0～1。常数c为正值,容易由已知列表点与已知的贝齐尔曲线的控制点求出。利用提出的新公式只需经过简便的一次性计算即可求出衔接点曲率连续的贝齐尔曲线。

基于曲率连续的混合曲线插补方法研究

为了保证数控机床能连续稳定地加工,需要对数控机床的刀具轨迹进行光顺和插值操作。由于加工轮廓的多样性,提出一种基于曲率连续的非均匀B样条和PH曲线混合插补算法。该算法在几何约束条件下,使用非均匀B样条曲线拟合小线段,并在拐角处使用5次PH曲线衔接,进一步提高加工轮廓的光顺性,通过弓高和加速度的限制对速度进行约束,完成平滑光顺的轮廓加工。通过实验对比和验证分析,所提算法相比PH曲线算法,加工效率提高6.5%;相比非均匀B样条算法,轮廓更精确。

曲率连续的分段(片)三次有理Bézier曲线(曲面)算法

本文介绍了在CIDER软件开发中提出的分段(片)三次有理Bèzier曲线(曲面)算法。该算法将逼近和插值融为一体,较好地解决了段(片)之间的曲率连续、嵌入解析曲线段(曲面片)、曲线(曲面)的二阶连续拼接和曲线(曲面)局部修改等问题。

基于曲率连续曲线的无人机路径规划方法

论文针对现有的路径规划算法存在的不足之处,提出了一种基于曲率连续曲线的无人机路径自动生成算法。该算法使用五次PH曲线进行初始曲线生成,再设置一个适应度函数,配以相应的参数,通过模拟退火算法循环计算适应度函数的值,使其满足设定条件,从而不断地调整PH曲线使其达到最佳状态。仿真结果表明,该方法能满足路径曲线连续以及无人机曲率约束的要求。

连续小曲率盾构掘进过程中管片及周边土体状态研究

随着城市开发进程,小曲率盾构的应用已是社会发展的需要,为开展小曲率盾构施工中盾构管片及周边土体状态研究,采用midas GTS NX建立连续小曲率盾构数值模型,以准确的实现盾构掘进的施工过程。根据研究分析表明:盾构掘进通过连续小曲率拐点后,掘进管片中的最大轴力和弯矩值均突然降低;盾构的掘进直接影响掘进段正上方地表变形,地表变形最大处位于进洞口处;曲线隧道对盾构两侧土体有明显的整体偏移影响,而在连续小曲率拐点处的双重曲率的耦合作用下,隧道凸出侧土体的变形更大,表现出来的位移变化规律更为复杂。

三坐标测量机测量路径的曲率连续自适应规划

该文介绍了广泛用于逆向工程中的三坐标测量机的测量原理、曲面测量规划和测量路径优化的方法。常用的圆弧插值法和多项式法由于测量规划简单、控制方便而应用广泛,但是在用它们对自由曲面进行自适应测量时,需测点数会随着自由曲面的复杂程度的提高而显著增加,精确程度和效率也随之大幅度降低。基于自由曲面应保持多阶连续的几何特性,该文提出了曲率连续自适应法来测量具有自由曲面特征的物体。规划的测量路径的准确性和测量效率得到了提高,保证了测量系统的可靠性和安全性,最后用实例证实了该法的有效性和经济价值。

曲率连续保凸插值四次Bézier曲线及其误差分析

本文讨论了用四次Bezier曲线实现曲率连续的保凸插值曲线的方法,并给出了当数据点 加密时的收敛阶数,以及给定误差时插值曲线的误差分析．给出的曲线生成方法具有局部性, 并对凸性数据的曲率没有不必要的限制．

基于多项式的曲率连续前缘造型方法及应用

为了优化前缘(LE)形状以提高叶型气动性能,提出了一种基于多项式的曲率连续前缘造型方法。通过给定前缘和叶身交点处中弧线和厚度分布的各阶导数,保证形线曲率连续。前缘部分的长度和厚度分布的饱满性可根据设计需求指定。利用该方法对两个来流马赫数分别为0.75和0.60的亚声叶型进行前缘优化,数值计算表明:前缘优化后叶型的前缘吸力峰强度大幅降低,削弱了流动扩散造成的逆压梯度,不仅抑制了前缘分离泡的发展,而且避免附面层发生提前转捩,这两个因素使得前缘优化叶型在非设计工况的损失水平大幅降低,可用迎角范围比圆弧前缘叶型扩大了3.1°和3.8°。对某跨声速级的前缘亦采用该方法进行改进,转子和整级在近失速点的绝热效率提高了0.7和1.1个百分点,并提高了失速裕度。