长距离场地自行车运动员骑行中的迎风面积研究

研究目的:在长距离场地自行车比赛中,当运动员输出功率相近时,空气阻力是影响成绩的主要因素,而运动员迎风面积的测定是空气阻力研究中的关键因素。为精确测定不同形态运动员在不同骑行姿态时的迎风面积,研究采用平面测量法进行测试。研究方法:使用数码相机采集运动员的正面图像信息,利用CAD网格矫正图像畸变,得到了4名运动员不同躯干角度的迎风面积结果。研究结果:(1)迎风面积值在0.32~0.35 m~2之间,其中运动员2在8°和16°时值最大,躯干特征参数占比最大;(2)迎风面积在躯干面积较大时对骑行姿态变化较为敏感,并分析得到了迎风面积的估算模型,可为教练员和运动员的训练与比赛提供较为准确的数据参考。

应用阴影图的航天器迎风面积计算方法

航天器轨道低于500 km时大气阻力影响显著,该阻力与航天器迎风面的面积成正比.对于复杂外形的航天器,其迎风面积常常进行近似处理,会对阻力分析结果带来一定误差.针对航天器迎风面积对大气阻力的影响,提出一种复杂航天器迎风面积的精确计算方法.该方法同时考虑航天器几何外形和部件运动,根据活动部件的实际运动状态对复杂外形和结构进行精细三维建模;利用图形学中的实时阴影生成方法产生航天器在投影面的阴影图像,进一步分析得到航天器的迎风面积.该方法易于实现,能处理复杂外形航天器及其活动部件的运动,具有较好的通用性.将文中方法应用到我国航天测控任务中,证明了该方法的有效性.

破片迎风面积测量系统关键技术研究

为了满足破片迎风面积测量高效率、高准确度的要求,采用了四台并行工作的摄像机和四个微距摄影测量型电动变焦镜头组成破片迎风面积测量系统,大大提高了测量效率和测量准确度.本文详细介绍了该系统的微距摄影测量型电动变焦镜头,并对测量误差进行了分析.系统的测量相对误差小于5%,单个破片的测量时间小于30 s.

炮弹破片平均迎风面积测量系统研究

采用二十面体方法的迎风面积测量技术作为不规则形状的炮弹破片平均迎风面积的测量方法,并以此设计出了破片迎风面积测量系统,为下一步的典型破片初速测量提供重要参数。详细论述了系统的检测原理、总体结构及数据处理系统。通过实验对系统的测量精度进行了验证,系统的测量精度完全满足破片面积测量精度要求:±5%。

破片平均迎风面积测量方法的研究

对破片测量的作用及相关的理论进行了阐述，并对几种常用的破片平均迎风面积测量方法进行了介绍与分析，其中重点分析了一种新颖的破片平均迎风面积自动测量仪，它由照明系统、万向载物台、ＣＣＤ摄像机、控制和信号处理系统、图象处理与显示系统组成，集光、机、电、计算机等多种先进技术于一体，采用软、硬件相结合的方法，实现了对破片平均迎风面积的高精度、高速度的自动化测量．

破片平均迎风面积测量方法的研究

本文对玻片测量的作用及相关的理论进行了阐述，并对几种常用的玻片平均迎风面积测量方法进行了介绍与分析，其中重．点介绍了一种新颖的破片平均迎风面积自动测量仪，它由照明系统、万向载物台、CCD摄家机、控制和信号处理系统、图象处理与显示系统组成，集光、机、电、计算机等多种先进技术于一体，采用软、硬件相结合的方法，实现了对破片平均迎风面积的高精度、高速度的自动化测量．

弹片迎风面积测量控制系统研究

采用二十面体方法的迎风面积测量技术作为不规则形状的炮弹弹片平均迎风面积的测量方法,并以此设计出了弹片迎风面积测量控制系统,为下一步的典型弹片初速测量提供重要参数。详细论述了控制系统的组成、原理及数据处理系统。系统采用数字PID控制方式实现了系统快速精确定位。通过实验对系统的测量精度进行了验证.实验数据满足其控制精度:±5%。

不同类型预制破片速度衰减规律及迎风面积的修正

为研究不同速度区间典型预制破片在空气中飞行的速度衰减规律,采用基于多普勒效应的雷达测速装置,获得了典型球形和长方体破片在1.5 Ma^4.0 Ma速度区间内的速度衰减规律和衰减系数,并对长方体破片迎风面积的确定方法进行了修正。结果表明:球形破片衰减系数拟合值与经典理论计算值吻合良好,7 mm和8 mm球形破片的速度衰减系数分别为0.00761 m-1和0.00665 m-1;而长方体破片衰减系数的试验值与经典理论计算值相比明显偏低,约为理论计算值的0.75~0.95倍;长方体破片迎风面积修正系数k与Ma近似呈线性关系。

凸起迎风面积对不同轮缘封严结构封严效率影响的实验研究

为了获得合适的凸起迎风面积并为减缓燃气入侵提供依据,用CO2浓度测量法研究了凸起迎风面积的变化对涡轮腔内各参数(静压、总压、浓度)的影响,揭示了关于不同封严结构的封严效率和最小封严流量随凸起迎风面积改变的规律。试验在主流雷诺数Rew=4.39×105,旋转雷诺数在7.51×105<Re?<1.30×106的范围内,测得了不同封严冷气流量下的实验参数。结果表明:试验设计工况范围内,凸起的迎风面积改变对涡轮腔内的静压影响不大,靠近封严环处的静压变化几乎可以忽略不计;而总压和封严效率都和凸起迎风面积成正比关系,但不同封严结构的提升程度存在差别。整体而言,径向封严结构效率的增大最突出,轴向封严和静盘双齿封严改善略小。安装凸起后,平均来看,三种结构所需的最小封严流量分别可以减少11.8%,5.3%,3.4%。此外,旋转雷诺数对封严效率的影响也很明显。

天宫二号组合体与伴星有效迎风面积的一种分析计算模型

针对空间实验室任务阶段大型复杂结构航天器精密定轨中的大气阻力建模与迎风面积计算问题,分析了大气阻力模型的主要不确定性因素,采用了一种基于OpenGL和目标3ds模型文件的迎风面积计算方法,给出了航天器在正飞与连续偏航2种状态下的迎风面积计算方式,计算了天宫二号、神舟十一号组合体与伴星的迎风面积,分别求解得到两目标在相同轨道高度飞行24天时间里的大气阻力系数约为2.0,二者之差约0.01~0.07。

类天宫航天器迎风面积建模及变化特性分析

针对类天宫航天器复杂结构外形迎风面积的精确计算问题,提出了一种在轨飞行期间迎风面积的计算模型。该模型考虑航天器姿态变化和帆板转动因素,在航天器本体系下建立经纬度网格,将三维的投影方向矢量转化为二维的经度、纬度;基于图形学几何投影方法,对投影经度、投影纬度、帆板转角模型参数按照一定颗粒度离线穷举,计算各种参数状态的迎风面积,离线建立航天器迎风面积模型;轨道计算过程中,根据航天器在轨飞行模式确定该时刻的姿态和帆板转动角度,通过迎风面积模型插值获得迎风面积。应用该方法计算天宫一号长期在轨飞行阶段的迎风面积,对不同时间尺度的变化规律进行了分析,验证了方法的有效性。

汽车迎风面积测量方法的研究

汽车迎风面积是指汽车在行驶方向的投影面积,汽车迎风面积是求汽车空气阻力系数的必需参数。以前求汽车迎风面积测量方法较麻烦,测量精度不高。通过介绍和探讨利用数码照相机和计算机数据处理来测量汽车迎风面积的方法,为汽车迎风面积的测量提供新的方法和思路。

基于叉乘法的有限元自然破片平均迎风面积编程与实现

为求有限元仿真自然破片的平均迎风面积,基于蒙特卡洛剖分投影法建立了平均迎风面积仿真计算模型,得到了破片投影点集围成图形的边界。基于叉乘法编写了有限元自然破片的迎风面积仿真计算程序,并针对所处不同象限的凹、凸多边形顶点进行了验证。结果表明,仿真程序对凹、凸多边形面积求解均适用,同一多边形所处不同象限的结果完全相同,该程序适用于求解任意不规则形状仿真破片的平均迎风面积。

新型破片平均迎风面积自动测量仪的研制

阐述了采用线阵CCD和面阵CCD用于二维非接触测量时的优劣，并重点介绍了一种新颖的破片平均迎风面积自动测量仪，它由照明系统、万向载物台、CCD摄像机、控制和信号处理系统、图象处理与显示系统组成，集光、机、电、计等多种先进技术于一体，采用软、硬件相结合的方法，实现了对破片平均迎风面积的高精度、高速度的自动化测量。

基于边长约束的凹域三角剖分求破片迎风面积

为便于自动化计算有限元破片迎风面积并提高求解精度,提出一种最大边长约束的凹域三角剖分算法。通过凸包Delaunay三角剖分、剖分边界凹凸性判别、最大边长约束的剖分去除、剖分边界边搜索、边界边排序等步骤,可得到任意形状破片的投影边界并用于迎风面积计算。验证并对比了凹域剖分算法与凸包Delaunay三角剖分算法的求解精度与时间。结果表明:凸包Delaunay三角剖分算法求解精度受自然破片长宽比影响较大,长宽比较大破片均值误差可达66.5%;而凹域三角剖分则不受此影响,与点集边界吻合较好;最大边长约束的凹域三角剖分计算时间约为凸包Delaunay三角剖分的30倍。相比于凸包Delaunay算法,凹域三角剖分算法计算精度更高,适用性更广,但求解时间更长。

住宅小区迎风面积比及架空率设计研究——基于室外风环境优化

合理地利用自然通风,可以降低耗能,改善室内空气品质。文章分析了自然通风的主要影响因素,采用PHOENICS作为工具,研究了某典型住宅小区的迎风面积比、架空率等规划设计参数对室外风环境的影响,并提出了住宅小区室外风环境优化设计时的迎风面积比、架空率的取值范围。

基于梯形法的有限元自然破片平均迎风面积仿真与编程

为了求得有限元结果中自然破片的平均迎风面积,根据蒙特卡洛剖分投影法建立了平均迎风面积仿真计算模型,获得了破片投影点集围成图形的边界。基于梯形法对有限元自然破片投影边界的多边形面积进行了求解,并针对凹、凸多边形的适用性和不同象限的顶点进行了验证,获得了有限元结果中自然破片的平均迎风面积。结果表明,基于梯形法的平均迎风面积仿真程序,对凹、凸多边形面积求解均适用;同一多边形所处不同象限的结果完全相同;该程序适用于求解任意不规则形状仿真破片的平均迎风面积、质量、数量、初速、初始位置等。

居住区迎风面积比对室外风环境影响研究

迎风面积比是早期设计阶段评价建筑室外风环境的重要指标,该指标只与建筑的形体、迎风角度有关。本文总结广州地区居住区案例确定典型模型,分析不同楼型单体建筑迎风面积比特征,通过数值模拟方法研究居住区室外风环境,确定平均迎风面积比对建筑自然通风与室外场地通风效果的影响。板式建筑的迎风面积比因建筑朝向不同而改变,可在0.4~1范围内变化,迎风面积比增加有利于场地平均风速比增大,同时会减少场地准静风区面积比。塔式建筑迎风面积比一般均大于0.76,不同迎风面积比时,室内外风压差没有显著差异,场地平均风速比、场地准静风区面积比与迎风面积比之间不存在明显关系。塔式建筑的外轮廓更趋近于圆形,此时改变建筑朝向背风面面积基本不变,对建筑周围风环境有一定影响,体现在场地静风面积的差异上;对整体风环境影响则较小,体现在场地平均风速比基本不变上。

一种航天器有效迎风面积的求解方法

有效迎风面积在复杂外形航天器姿态变化过程中很难精确得到,成为影响大气阻力建模精度的关键因素之一。基于微元划分思想提出分块建模方法建立航天器网格模型,并将Graham’s Scan法和射击线扫描法有效结合以求解有效迎风面积。该方法可避免航天器姿态变化时各部分之间的遮挡及太阳能帆板旋转引起的迎风面积重叠计算,实现有效迎风面积的准确求解。通过计算值与参考值的比较,表明该方法具有较好的精度,可为航天器精细模型的建立提供参考。

破片迎风面积测量过程中的算法研究

介绍了破片迎风面积测量设备的设计方案，分析了采用“正二十面体”方法进行破片迎风面积测量的工作原理。研究了图像面积的计算方法，分析了图像面积计算过程中的难点，研究了图像细分技术、面积计算方法、运用蒙板技术剔除图像噪声、动态链接库技术等算法在图像面积计算过程中的应用。研究结果表明，采用上述算法，该设备能准确、快速地测量破片迎风面积。