PLC控制的气动模拟生产线

随着工业自动化程度的提高，ＰＬＣ控制的气动系统在生产线中的应用越来越普及。本文叙述了由哈工大ＳＭＣ气动中心研制的气动模拟生产线演示台的原理及结构。该演示台主要模拟在生产线中工件的组装、装箱、运输及拆箱、拆卸等过程。用于在教学中演示气动技术及ＰＬＣ在自动化生产线上的应用。

瞬态气动模拟加热控制中的快速高精度“E-T”转换

为了准确模拟飞行器在高速飞行时的瞬态气动加热状态 ,必须使用快速、高精度的计算机瞬态热能控制系统 ,对气动模拟试验的加热过程 ,实行快速、高精度的非线性动态控制 .为此 ,传感器的快速、高精度“E T”转换是一个必须解决的非常重要的问题 .提出一种高速飞行器瞬态气动加热控制系统中传感器的快速、高精度“E T”转换方法 .该方法具有计算简单、转换速度快、校正精度高的优点 。

并行飞机气动模拟工作台软件设计

针对主流计算流体力学软件计算精度低、并行规模受限等问题,在中国计算流体力学软件CCFDV1.0的基础上,设计一种新的工作台软件。基于开放服务网关协议原理,采用微内核+插件的架构实现批处理作业、双模式控制参数设置、计算过程监控等功能的用户友好操作界面,通过集成7个核心求解模块和一个优化设计模块,提高软件的并行规模。实验结果表明,与主流计算流体力学软件相比,该软件具有较高的计算精度,且并行规模较大。

气动模拟液压基本回路实验台的研制

我校机械类非液压传动专业的'液压传动与控制'实验课教学,在做完一系列基本的'验证型'实验,如双作用叶片泵性能实验、先导式溢流阀性能实验、液压系统节流调速性能实验和液压元件拆装实验之后,为了进一步让学生应用所学的液压理论和液压实验设计知识,提高工程实践能力、科学思维能力和创造能力,我们开发了设计型实验,即用气动来模拟液压基本回路的设计型实验,让学生自行设计液压回路,进行液气类比。

万核级并行飞机气动模拟软件CCFD研制

提出了面向大型飞机设计的气动模拟软件CCFD的架构和实现方法.对于复杂流场建模和高分辨率湍流数值模拟,CCFD采用对比分析各种计算模型和提高计算网格分辨率的方法来得到高精度的模拟结果和更精细的流场模型.CCFD在并行编程模型、负载平衡、通信重叠等多个方面针对万核级的大规模并行计算进行了改进.同时,CCFD实现了批处理作业、双模式控制参数设置、计算过程监控等功能的用户友好操作界面.通过在"天河一号"上进行的测试可以看出,随着并行规模从128核增加到近万核(8 192核),作业的运行时间稳定降低,加速比稳定增加.

弹翼气动载荷模拟加载装置设计及应用研究

介绍了燃气作动筒气动模拟加载装置设计思路和原理,并阐述了利用斜面上升法进行模拟加载装置设计的计算方法.实践应用表明气动模拟加载装置方案基本能够真实、等效的模拟弹翼气动载荷,利用该装置大大地缩短研制周期、节省研制经费,可以进行推广应用.

包装机械动作模拟气动实验装置的设计研究

介绍了气动模拟包装机械动作的回路拼装和设计方法。

一种适用于放射性环境的气动传感器设计与研究

在放射性环境中,传统电子元器件式传感器会受到辐射的干扰,导致信号传输不准确,容易产生错误信号并造成误操作,存在安全隐患。研究了一种用于检测放射性环境下推送机构运动到位的气动传感器,该传感器具有快速拆装的功能。在放射性环境下,通过专用电动工具可以快速拆卸和取回传感器,方便传感器的维护和维修。对气动传感器的机械结构、触发装置和气路系统进行了仿真设计。在放射性环境中,使用气压信号代替电信号检测设备运动到位,保证了设备的信号安全。

基于气动数值模拟的翼型反设计方法

将计算流体动力学（ＣＦＤ）与反设计技术相结合，通过数值求解欧拉方程，对翼型绕流流场作出数值模拟，再用几何和流动控制方程，反复迭代求得满足给定流场的翼型。以ＮＡＣＡ００１２为初始翼型，ＲＡＥ－２８２２为目标翼型，选取两种工况，都取得了满意的结果。

气动负载模拟器的多余力矩分析

为了分析气动负载模拟器中多余力的形成及影响因素,介绍了气动负载模拟器的工作原理、结构框图及实验平台,推导了气动负载模拟器的数学模型,并通过实验和仿真对比模型进行了验证.采用线性化方法定性分析了影响气动负载模拟器多余力的3个因素——被动压差、惯性力矩以及摩擦力矩.采用非线性仿真定量分析了该3个因素分别对气动负载模拟器的多余力矩的影响.得出了在气动伺服加载系统中,摩擦力矩是引起系统多余力矩的重要因素.

基于非结构网格CE/SE算法圆柱绕流气动声场模拟

本文采用时空守恒(CE/SE)格式求解Navier-Stoks方程与Euler方程,数值模拟了绕圆柱流动引发的气动噪声源及传播问题。对近声场与远声场采用了不同的控制方程和边界条件,分别得到了流场与声场解。将其与采用大涡模拟和FW-H方程得到的结果进行了对比,表明本文的数值方法能够很好地反映流场与声场的形态,能较好地模拟声场指向性及流场中的拟声现象,相比LES/FW-H方法能更精确地反映流场与声场的相互关系。

带有迟滞非线性的气动运动模拟平台自抗扰轨迹跟踪控制

针对带有迟滞非线性的气动运动模拟平台的轨迹跟踪提出了带有切换扩张状态观测器的自抗扰控制方法。气动运动模拟平台的迟滞非线性特性主要指气动人工肌肉在正向充气反向放气时长度和拉力曲线的差异。针对此特性设计了切换扩张状态观测器来估计和补偿模型非线性,分别对于气动人工肌肉正反向充放气的不同模型采用不同的观测器增益,以提高状态估计效果,减小跟踪误差。进一步,设计了状态误差反馈控制器,得到了基于切换扩张状态观测器的二阶非线性动态系统全局有界稳定的充分条件。最后实验结果证实了所设计的切换扩张状态观测器的实际效果。

用于脉搏血氧仪电磁兼容测试的气动式血氧饱和度模拟器的研制与应用

为满足脉搏血氧仪类医疗器械电磁兼容(EMC)测试的特殊要求,该研究设计了一种气动式血氧饱和度模拟器。该模拟器设计了一种可放置于电波暗室内的专用无源模拟手指和气囊,并通过气路与暗室外的控制主机连接,可在主机控制下产生模拟的脉搏血氧信号。经与常规电子式血氧饱和度模拟器的EMC比对测试,证明该气动式血氧饱和度模拟器可有效消除模拟器引入产生的影响。

荷兰国家空天实验室气动数值模拟系统议论

薄—波和何文治同志在新中国航空工业建立四十周年的庆典上,把今天的航空工业恰如其分地表达为知识密集,技术密集的高技术产业,有重要的工作指导意义。近五十多年来,在整个科学技术结构性划时代的变化中,航空科技在许多方面独领风骚,以它极强的亲合能力、吸咐能力,兼收并蓄其它高新技术,创造出重要的新思想、新方法、新原理和新技术,推动今日高新技术日新月异发展。例如:飞机结构分析的计算机方法的发展,产生了对众多工程科学、数理科学有重大影响的有限元方法。

高可扩展的气动数值模拟软件架构设计研究

针对气动数值模拟软件的可扩展性需求,研究和发展了基于框架的气动数值模拟软件架构设计方法,并给出了一种基于面向对象技术的高可扩展性架构设计。设计具有稳定的气动数值模拟业务逻辑框架和可扩展的气动数值模拟功能插件。同时应用了数据为中心的设计,进一步减少了各功能插件之间因数据流而导致的耦合。原型系统开发结果表明,设计中各类功能插件高内聚和松耦合特性、利于扩展,能够满足气动数值模拟软件来自功能和性能优化的可扩展性需求。

气动数值模拟前置处理和网格生成系统──CAEGRID介绍

气动数值模拟的过程，首先要求给出物面几何形状的精确定义，并且在场面上或空间流场中生成适当的网格。本文介绍了中国航空计算技术研究所最新研制的通用气动数值模拟前里处理和网格生成系统──ＣＡＥＧＲＩＤ。较为详细地论述了ＣＡＥＧＲＩＤ的性能及其在软件上的特点。

高速风洞引射式进排气动力模拟试验研究

为了测定具有埋入式进气道的某航弹发动机进排气对航弹的气动影响量，我们采用引射式动力模拟器在FL-7高速风洞，首次在国内成功的进行了高速风洞进排气动力模拟试验。试验模型缩比为：1：10，M=0.7，Poj/P∞=2.62,CФ=0.79。试验结果表明，有动力后XD，XL，CD增加，Cma减少。试验表明在高速风洞中对于小尺寸的试验模型，采用引射式动力模拟器开展进排气动力模拟试验是一种简便适用的好方法。

汽车涡轮增压器压气机噪声的计算气动声学模拟

汽油机领域增压技术(Eco-Boost)的问世为技术人员带来新的挑战。挑战之一是在非设计工况下,进入涡轮增压器的气流会产生气流噪声。在某些运行工况下,当进气质量流量和压比达到某一数值时,压气机叶轮表面气体分流会产生宽频噪声,被称为"啸叫"噪声。可以用增压器吹风试验和发动机台架试验来检测这种气体流动噪声。为了开发一种有效的设计,有必要了解这种噪声产生的基本机理。介绍为研究进气条件对啸叫噪声的影响而进行的计算气动声学分析,包括整个压气机叶轮和涡壳在内的三维计算流体动力学模拟。该增压器叶轮由6个主要叶片和6个分流叶片组成。基于计算机辅助工程的结果,提出一种压气机引导边缘入口台阶与进口导向叶片(或旋转叶片)组合的方案,以降低啸叫噪声,并通过试验证实这种创新设计的有效性。

气动负载模拟器非线性数学模型的建立与仿真

负载模拟器是飞行控制系统半实物仿真中的重要实验设备。由于它具有可控制性和可重复性的特点,用它来替代破坏性的实物测试,可以大大节省研制经费和风险,缩短研制周期。由于气体本身具有可压缩性,同时气动执行元件又具有可以高速运动的特性,因此气动负载模拟器非常适合对瞬时执行机构的舵机进行加载,用于瞬时机构的研制工作。本文建立了气动负载模拟器的非线性数学模型,对该模型就行了仿真,研究了各种载荷谱下气动负载模拟器的输出响应曲线以及载荷谱的跟踪误差,并且研究了减小跟踪误差的数学方法,从而为气动负载模拟器在工程领域的应用打下了一定的数学基础。

民用飞机地面模拟试验气动力模拟系统的原理性估算

气动力模拟系统是飞控铁鸟试验中的重要试验设备。简单阐述其基本原理,结合某型飞机地面模拟试验气动力模拟系统的设计经验,介绍了如何进行系统设计之初的原理性估算。