基于Kriging代理模型的高升力构型优化设计

本文发展了一种基于Kriging模型的高升力构型优化设计方法。采用分区对接网格技术求解N-S方程以及遗传算法,在着陆构型下使多段翼型升力系数最大。为了降低计算量和计算时间,在优化过程中采用Kriging模型代替复杂的流场计算。为了提高模型的精度,采用EI方法增加新的样本点。利用该方法完成了多段翼型缝道参数和外形优化设计。结果表明,在只优化襟翼缝道和襟翼缝道与外形同时优化两种情况下,该方法使得多段翼型最大升力系数分别提高7.55%和9.48%。

基于CST参数化方法的翼型气动优化设计

翼型参数化方法的优劣对最终优化设计结果有着非常重要的影响,它是决定优化设计效率和最终优化效果的关键因素。针对翼型外形的不同表达方式(分为翼型直接CST、扰动CST和中弧线叠加厚度分布CST等),分别发展了相应的CST参数化程序,并将其应用于翼型气动优化设计,研究几种不同参数化方式的优化结果和优化效率。RAE2822翼型单目标减阻优化设计的研究表明,基于CST的三种参数化方法和基于Hicks-Henne函数的参数化方法的减阻效果相当,但计算时间相差很大。在设计变量数相当的情况下,扰动CST方法和中弧线叠加厚度分布CST方法的设计效率高于直接CST参数化方法和Hicks-Henne参数化方法而中弧线叠加厚度分布CST的优化效率略高于扰动CST。DU93-w-210翼型单目标最大升阻比优化设计的研究进一步说明中弧线叠加厚度分布CST的优化效率略高于扰动CST。

拖拉机悬挂机构参数的优化设计

根据拖拉机悬挂机构的设计标准,建立了悬挂机构运动的数学模型。以悬挂轴处提升速比的均匀度为目标函数,确定了优化设计数学模型,并运用MATLAB软件的fmincon函数实现了悬挂机构参数的优化选择,对某型号拖拉机悬挂机构的设计计算表明,设计模型是科学的,优化方法是行之有效的。

大型飞机增升装置气动机构一体化设计技术进展

增升装置设计作为大型客机设计的关键技术之一,其设计水平的提升将极大提高飞机的整体性能。虽然先进增升装置方案朝着简单形式发展,但其设计目标将结合气动、机构、结构、噪声等复杂考虑因素,以达到最优的综合性能和提高飞行的安全性、经济性和舒适性,是个高难度多学科多约束耦合的设计问题。结合气动优化、机构设计、一体化研究等多方面增升装置设计难点进行论述,并提出相应解决方案,最终完成气动/机构一体化设计。分别回顾了干净构型到巡航构型的外形设计方法;起降构型的气动评估、优化方法;增升装置位置表达方法和机构设计研究现状。最后阐述了气动/机构一体化设计方法的思想,总结了国内外在该方向所进行的研究和取得的成果。

升卧式闸门锁定装置的优化设计

针对现有升卧式闸门中机械锁定装置锁定区域行程较小,对启闭机控制要求较高的问题,以主滚轮半径为300mm的常规锁定装置为例,对锁定爪材料、锁定爪弧线的圆心角进行了优化设计,并比较了优化前后的锁定区域行程范围。实例应用结果表明,优化后的锁定装置具有较大的区域形成范围,方便启闭机的运行操作。

直线型纸筒结构阀出线装置的绝缘优化与试验研究

本文中作者介绍了特高压换流变阀出线装置绝缘结构特点,以多层直线型纸筒结构的出线装置为研究对象,采用仿真计算方法对换流变阀侧出线装置均压部件和绝缘筒内部的电场分布进行计算。

基于有限元的农用铣刨机升降装置结构分析及优化

以某型农用铣刨机升降装置为研究对象,采用UG软件对升降装置进行参数化三维建模,并与ANSYS Workbench软件实现数据共享与交换,利用ANSYS Workbench软件对升降装置进行静态和模态分析,了解其动静态特性,根据计算结果在AWE环境下对升降装置进行了多目标优化设计。该优化有效减轻了升降装置的质量,提高了动静态性能。

港口岸电电缆提升装置多工况力学分析与优化设计

随着国家电网电能替代战略全力推进,船舶用电由原有的燃煤供电转化为依靠港口电缆供电,这促使国内电缆输送装置需求量剧增.电缆提升装置作为电缆输送装置重要组成部分,其结构强度直接决定电缆输送过程的可靠性,然而对其缺乏相关研究.文中首先研究原始模型在0~8级风时,3种工况下,1~4层应力分布情况;并对1~4层进行拓扑优化设计,对优化后的结果进行分析.结果显示,优化后1~4层总质量降低11.2%,且X型交叉结构有利于装置强度加强.在3种工况下,2~4层强度均得到有效提高,且最大应力均出现在第4层偏心轴处,其中工况a为最差工况.在风载荷与倾斜方向垂直的工况下,风级不超过5级时,重力是影响最大应力主要因素;风级超过5级时,风载荷是影响应力主要因素.优化后,最易破坏的第3层的破坏方式得到改变,破坏位置发生转移.

基于iSIGHT机-液耦合的钻机顶驱倾斜装置优化

以钻机顶驱吊环倾斜装置为研究对象,使用接口技术建立基于ADAMS的机-液耦合模型,并进行仿真分析。基于iSIGHT软件建立了优化平台,使用多学科可行法优化策略对倾斜装置进行优化,采用基于遗传和梯度算法的全局Pareto探索算法得到优化设计方案,为倾斜装置设计提供了设计依据。

某大型飞机后缘襟翼气动/机构综合优化设计

大型飞机增升装置的研制不仅需要其提供足够的气动性能,也需要对噪声、舒适性等进行综合考量设计,而增升装置是提高大型飞机综合性能的重要系统,也是目前技术发展亟待研究和解决的重要问题。对于增升装置机构设计,通过设计较为简单的铰链襟翼机构来引导襟翼达到较优位置,然后选择气动性能较好的位置作为新的优化位置,求得较优机构位置。机构位置改变结合气动性能验证需要进行大量的迭代计算以及结果优化,因此以机构设计为基础,探究多目标优化计算的新方法,最终实现气动结构一体化设计目标。选用铰链式后缘襟翼为研究对象,综合考量后缘襟翼旋转与扰流板下偏联合运动对于气动性能影响,利用所研究方法,对其进行气动机构一体化设计并得出设计结果。

液压支架抬底装置改造优化设计

液压支架是一种用于综采工作面的支护设备,能够为人员和设备提供安全的作业空间。开滦煤田地质条件复杂,液压支架在使用过程中极易出现底座前端下陷扎底的现象,影响支架的正常拉移和工作面的推进。针对这一情况,需在液压支架底座前端设置抬底装置配合推移装置,以ZY6400/21/45支架为例,提出了一种针对液压支架抬底装置进行改造优化设计的可行方法,实践表明,优化后的抬底装置的结构和性能有了很大提高。

一种小型道路清障车的设计（英文）

According to the present situation that the current road wrecker with a large occupied volume is mainlytowed by truck and cannot be applied to car clearing on the congested or narrow road, based on the structure ofexisting electric pallet truck, a small sized road wrecker is designed, which has some advantages such as smallvolume, convenient to use and flexible operation. The main structure, hydraulic system and working principle aredesigned and illustrated in this paper. The optimization design of mechanism multi-objective function for scissorslifting device is carried out by using MATLAB optimization toolbox, and installation position parameters of hydrau-lic cylinder is optimized by using optimization design concept, which decreases the maximum output force of hy-draulic cylinder and reduces the energy consumption of hydraulic system, and provides a reliable basis for the im-provement design of this kind of small sized road wrecker.

转炉氧枪提升装置优化设计

在转炉炼钢中氧枪是其主要的设备之一,其性能好坏以及使用寿命对于炼钢的效率和质量有着直接的影响。氧枪供氧流量的监控是保证恒定流流量供氧的关键环节,氧枪的精确定位可以保证钢水成分达到预期要求,同时保证系统的安全运行还必须有一定的联锁保护功能。企业需要根据转炉的不同工况及当前的先进经验,对氧枪提升装置进行全面的设计,创新工作形式,以满足现代化生产工作要求。

岩滩水电站250t垂直升船机充泄水装置优化改造

在升船机对接充水过程中,经常发生充泄水装置被垃圾堵塞的情况。为了解决河道垃圾影响升船机充泄水装置运行的问题,技术人员通过现场探查,创新思路,确定了充泄水装置优化改造的方法,改变了充泄水方式,减少了设备数量,彻底解决了充泄水装置原来存在的问题。升船机经3年运行的检验,证明改造取得圆满成功。

翼身融合布局无人机后缘襟翼气动特性数值模拟

以亚声速飞翼布局无人飞行器X-47B为研究对象,选用NACA4415bis为基准翼型,采用三维数值仿真计算方法,设计襟翼并研究其在不同迎角、不同下放角度下升阻力特性及表面压力分布。构建网格并进行无关性验证与可行性分析,网格划分方法符合翼型及简单襟翼特点,可准确分析流动形态及增升机理。数值分析结果表明其增升能力较初始外形有显著提高,增升设计在迎角小于等于12°、下放角度为8°时可实现升力系数要求并实现最大增升效果,迎角过大时下放襟翼会导致飞行器提前发生失速现象,但仍可实现部分增升效果。该增升方案适用于大多数翼身融合布局飞行器。

大型客机柔性后缘增升装置气动机构一体化优化设计

增升装置的设计对于大型客机来说是十分重要的,柔性可变弯的增升装置是未来大型客机的发展趋势,也是当前的研究热点。以某大型宽体客机内段翼型为研究对象,在襟翼内部的柔性变弯机构的带动下,可以使襟翼的后50%部分实现柔性变弯。在原始刚性襟翼的基础上,柔性变弯后的襟翼可使襟翼后缘增加8°的偏角。之后在三维后缘铰链襟翼机构的带动下,同时襟翼内部使用柔性变弯机构,采用"前缘下垂+后缘襟翼柔性变弯+后缘简单铰链襟翼联合扰流板下偏",进行起飞和着陆构型的二维气动/机构一体化优化设计,优化出来的结果与原始不柔性变弯的翼型相比,起飞构型的最大升力系数的增加量为0.119,着陆构型的最大升力系数的增加量为0.162,且着陆最优构型推迟1°迎角失速。

翼身融合布局民机克鲁格襟翼设计

翼身融合(BWB)布局是“绿色航空”发展目标的下一代大型民用飞机的理想布局。由于高度融合的外形特点,BWB布局难以通过应用传统增升装置实现低速增升与配平的协调设计。本文采用开缝钝头克鲁格襟翼提高BWB布局低速失速特性。首先,构建了克鲁格襟翼二维参数化方法,该方法符合克鲁格襟翼运动机构特点,可准确描述几何外形与缝道配置。其次,开展克鲁格襟翼几何参数与偏转角度的影响规律研究,分析流动形态与增升机理,提出设计原则。综合考虑外形、运动机构与遮蔽效应等设计约束,以提高增升能力为目标,开展前缘开缝克鲁格襟翼优化设计。优化设计结果满足设计约束,数值分析表明其增升能力比初始外形与经典缝翼均有明显提高。最终,采用前缘开缝克鲁格襟翼与后缘简单襟翼构建BWB增升构型,数值模拟与风洞试验结果表明,增升方案能够实现升力系数要求,降低了对配平能力的需求,减小了增升装置和高升力配平设计压力。提出的克鲁格襟翼设计方法不仅适用于BWB布局,也为传统布局民机增升装置设计提供了技术支持。