旋翼近水面效应影响因素

旋翼在近水面高速旋转产生的水气交混流场会引发近水面效应,为了解近水面效应对飞行器介质跨越造成的潜在风险,通过近水面与地面实验详细对比了不同直径的碳纤维旋翼桨叶在无地效、地面效应与近水面效应工况下的气动特性。研究分析了旋翼近水面效应关键影响因素,指出了旋翼在近水面工作时拉力、扭矩与功率剧烈变化的原因,初步认识了液滴对于旋翼的作用,揭示了近水面效应影响规律:对于直径0.56 m桨叶,在高油门、低水面距离工况下,近水面效应具有非线性增升、增阻、转速降低、需用功率增大的效果;低油门、高水面距离工况下具有增升、减阻的效果;同时近水面效应又受旋翼直径、桨叶类型、转速影响。对于直径0.25 m桨叶,在不同工况下近水面效应都具有增升、减阻的效果。

直升机尾桨参数对RCS影响分析

在执行战时任务时,对武装直升机的隐身性能提出了较高要求,为降低直升机在执行任务时被发现的概率,基于几何光学法和一致性绕射理论,研究直升机尾桨翼型厚度、弯度、剪刀角角度对RCS的影响。选用两种雷达照射方位,通过对尾桨不同参数和涂敷吸波材料的RCS峰值、均值对比,判断更有利于直升机尾桨隐身的条件。结果表明:雷达从地面照射时,尾桨厚度小、弯度小的RCS会适当减小,剪刀角角度的变化会导致RCS峰值相位变化;雷达平行照射时,厚度小的尾桨RCS小,弯度小的RCS峰值更小;在桨叶前缘与桨尖端面涂敷吸波材料可以有效降低桨叶整体RCS。因此,选择尾桨的厚度越小、弯度越小,有利于降低直升机尾桨的RCS,对桨尖端面和桨叶前缘进行吸波材料涂敷可以有效降低整体RCS。

基于Doehlert Matrix的全贯流泵装置定转子进出流间隙优化设计

全贯流泵是一种新型的机电-水泵一体式贯流泵,然而其在运行时存在定转子间隙回流,扰乱了叶轮内的流场分布,导致泵装置产生能量损失、压力波动和噪声等问题,影响泵站的正常运行。通过数值模拟和模型试验研究全贯流泵装置定转子间隙流的水力特性,结合Doehlert Matrix设计-响应面优化法对其定转子进、出流间隙结构进行优化设计,揭示全贯流泵装置定转子进、出流间隙结构对泵装置性能的影响机理,并得到最终优化的折角式定转子进、出流间隙结构方案为:外侧延伸段长度t1为4.921r,外侧收缩段长度x1为0.624r,内侧延伸段长度t2为3.655r,内侧收缩段长度x2为1.6r(r为定转子间隙宽度),使得全贯流泵装置扬程和效率分别提升约10.3%和5.2%。

吸波涂层对直升机旋翼电磁散射特性影响研究

基于几何光学、物理光学和等效电磁流的雷达散射截面(RCS)高频近似算法,联合傅里叶变换提取和分析了涂覆雷达吸波材料旋翼的动态电磁散射特性,重点研究了涂层位置、涂层厚度以及电磁频率等因素变化对旋翼动态电磁散射特性的影响。结果表明:在旋翼表面添加吸波涂层能够有效减缩旋翼的时域动态RCS和频域分量幅值,并且吸波材料的涂覆位置决定了频域上分量幅值降低的频带范围,通过RCS的频谱特征能够判断出旋翼表面何处存在吸波涂层;吸波涂层的厚度和所处的电磁环境,均会影响涂层的吸波效果,根据重量指标、作战任务等需求合理制定旋翼的涂覆吸波材料方案,针对性降低旋翼特定部位的散射强度,能够干扰旋翼时域和频域的动态电磁散射特性,更好地发挥吸波涂层提升旋翼雷达隐身性的能力。

螺杆转子齿形台阶的横轧精确成形

螺杆压缩机具有工作效率高、易实现高转速等优点,被广泛应用于空气压缩机、热泵等行业.螺杆转子是螺杆压缩机的关键零件,它具有复杂的螺旋齿形台阶,制造难度大.该螺旋齿形台阶的传统制造工艺为:先对圆钢进行铣削加工,后经过磨削最终成形.铣削时,需要去除大量的多余金属,生产效率低,材料利用率也低.针对这一难题,提出了采用横轧精确成形齿形台阶的新工艺,具有生产效率高、材料利用率高、机加工量小等优点.本研究采用数值模拟和实验研究相结合的方法,揭示了横轧齿形台阶的成形机理,分析了不同成形阶段的应力和应变分布规律,讨论了轧制过程中轧制力的变化,最后对实验件进行了精度分析,结果显示实际成形件的截面轮廓与设计轮廓吻合良好,所有测量点的误差在-0.71~1.2 mm,成形精度高,采用横轧进行螺杆转子齿形台阶的精确成形是可行的.

双风轮风电机组的主动共振穿越控制研究

高柔塔双风轮风力发电机组能够打破传统单风轮风电机组的风能利用极限,提高低风速地区的风能利用效率。高柔塔的固有频率位于风电机组的运行转速范围内,故而存在速度禁区。在风电机组正常运行控制的基础上,提出了一种共振穿越控制算法,防止风电机组叶轮在运行过程中与塔筒产生共振。该算法通过坎贝尔图找到共振区间,在最优转矩控制的基础上增加转速控制,实现快速共振穿越。在SIMULINK软件上开发的简单风电机组模型上针对稳态风和3种不同湍流强度场景进行了大量仿真试验,观察共振穿越算法的有效性和准确性。仿真结果表明,该算法在以上场景下均能实现准确的共振穿越。

定轴横轧螺杆压缩机阴转子的辊型曲线

定轴横轧直接近净成形带有螺旋齿形的螺杆转子是一种新型工艺,轧制耦合曲线是其核心和关键.该轧制工艺中,轧辊和轧件的啮合关系与原有啮合关系有较大差异,因此需要根据轧制工艺需求重新构建具有普遍适用性的轧辊和轧件的耦合曲线.以轧制某型号的螺杆阴转子为例,依据轧辊和轧件的共轭啮合运动关系,构建了适合于定轴横轧工艺的轧辊和轧件耦合曲线的几何模型;结合建立的变换矩阵推导求解了相应耦合曲线的参数化方程,实现了轧制工艺的通用性.三维动态啮合仿真模拟显示啮合过程良好,无冲突干涉现象发生,表明所建立的描述轧辊和轧件耦合曲线的数学模型是正确的.

交叉刚度对转子碰摩动力学特性的影响分析

针对简化弹簧模型和非线性动态油膜力模型皆不利于交叉刚度对碰摩转子动力学影响分析的问题,建立了基于非对称直接刚度和交叉刚度的Jeffcott转子动力学模型。结合打靶法和Floquet理论研究了转子交叉耦合刚度对转子系统运动稳定性的影响规律。创新性地引入了“碰摩能”新参量对碰摩故障进行量化表征,在此基础上分析了不同交叉刚度下转静件间隙的变化对转子碰摩程度的影响。分析结果表明,在不同“碰摩能”的情况下,转子系统交叉刚度的变化可诱发周期-1运动,再经擦边分岔突变为混沌和经Neimark-Sacker分岔渐变为混沌,正向涡动经跨临界分岔演化为反向涡动;交叉刚度较大时,增大转静件间隙反而会加重转静子碰摩的程度。

基于转子串阻容的双馈风机低电压穿越能力优化

为了优化电网电压发生不对称故障时双馈风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力,提出一种优化方法,即在转子侧串联电阻和电容改善DFIG的LVRT能力。传统的Crowbar方法中,故障期间DFIG将产生不可控的情形并且吸收一定无功,不利于电网电压恢复。而采用转子串阻容方法,限制了转子侧电压的负序分量和直流分量,抑制了转子开路电压和转子过电流,保证了DFIG在故障期间可控状态,并提供无功,有利于电网电压的恢复。仿真结果表明,所提方法能使DFIG成功进行低电压穿越,保证了DFIG在故障期间可控。

螺杆压缩机阴转子定轴横轧成形可行性研究

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件,具有螺距大、齿高半径大和螺旋升角大的特点,现有工艺为切削加工.提出一种将带有非对称螺旋齿形的螺杆阴转子直接轧制成形的新工艺,旨在实现螺杆转子的近净成形,大幅度提高其生产效率.采用有限元数值模拟和轧制试验相结合的方法对螺杆阴转子的定轴横轧成形进行了研究,得到的螺杆阴转子的非对称螺旋齿形分度均匀良好、齿形填充饱满、成形尺寸基本满足设计要求.研究结果表明,定轴横轧螺杆阴转子的工艺是可行的,具有一定的工业应用价值.

利用粒子群优化的小波简化交叉验证消噪

阈值是小波阈值消噪方法中决定消噪结果的关键因素。针对被高斯噪声污染的信号消噪问题,提出一种用于估计最优阈值的简化交叉验证方法。该方法利用信号奇偶划分后,奇序列与偶序列间的相似性减少了交叉验证方法的计算代价,并结合粒子群优化实现最优阈值的进化搜索。模拟信号消噪分析与转子故障信号消噪实例表明,该算法显著提高了交叉验证方法的计算效率,且消噪性能与交叉验证方法相近。

多跨转子系统流体引发自激振动稳定性分析

以实际压缩机组多跨转子系统为研究对象,针对由间隙气流激振力引起的失稳问题,进行Alford力作用下多跨转子系统的动力学及稳定性分析。针对该类模型自由度多的特点,采用固定界面模态综合法降维措施与Newmark-β法相结合,提高了求解效率。研究交叉刚度、工作转速等对转子涡动的影响,以及多跨转子系统中Alford力的传递作用;通过以时间历程曲线为稳定性判据,进行不同交叉刚度、阻尼、刚度系数下的稳定性分析。结果表明,交叉刚度的增大会加重转子涡动,降低系统的稳定性;系统阻尼和刚度的增大可提高稳定性;失稳交叉刚度与支承的交叉刚度存在一定关系,当其大于支承最小交叉刚度且接近支承最大交叉刚度时,系统容易失稳。

反电动势法无刷直流电动机位置检测误差分析及补偿

目前,无刷直流电动机无位置传感器研究正受到越来越广泛的关注,而反电动势过零检测法是转子位置检测方法中技术最成熟应用最广泛的转子位置检测方法之一。但是这种方法也存在各种缺点。本文分析了反电动势过零检测法产生转子位置误差的原因,对传统的反电动势过零检测法做了改进,并且提出了相应的补偿方法。

大规模双馈风电接入对东北电网稳定性的影响

本文研究了大规模双馈风电接入对东北电网稳定性的影响。分析了双馈风机的有功暂态特性,对比计算了吉林松白地区风电火电组合模式、风场接入方式以及风电无功控制方式不同情况下的断面极限功率。指出了风场集中接入的方式和风机恒功率因数控制方式不利于电网安全稳定的原因所在,分析了风电接入影响电网功角稳定性的有利因素和不利因素。认为在故障切除时间很短且风场采用恒电压控制的情况下,随着风电比例的增大,系统的功角稳定性增强。

考虑交叉饱和、交叉耦合及结构谐波的永磁同步电机参数模型

针对永磁同步电机的精确建模问题,研究了交叉饱和、交叉耦合对d、q轴电感及转子磁链的影响,以及非正弦转子磁场的主要频谱成分,采用冻结磁导率的方法计算了不同负载时的d、q轴电感和转子磁链。通过建立仿真模型,研究了变参数下的电机运行特性,并与定参数模型和有限元模型的运行特性进行比较。研究结果表明,变参数模型能精确反应永磁同步电机的实际运行特性,为其精确控制提供更为可靠的依据。

连续混炼机转子端面几何形状的理论研究

建立新型连续混炼机的转子三维非牛顿等温流场模型 ,利用ANSYS软件和自编程序 ,对转子流场中的周向回流量及平均剪切应力进行了模拟计算 。

航空发动机振动不平衡相位检测方法研究

介绍了现有航空发动机动平衡及振动不平衡相位检测技术的发展及现状。研究了基于互功率谱的航空发动机振动不平衡相位检测方法。推导了基于互功率谱的相位估计原理,建立了与发动机振动监控共用计算过程数据的方法与流程,有效地节省了计算资源。试车试验结果表明,提出的方法能显著提高航空发动机振动不平衡相位检测的准确性和实时性,相位检测结果可应用于发动机转子动配平,为实现发动机在线动平衡奠定了技术基础。

最佳PWM调制方式控制的无刷直流电机转子位置检测

为了实现最佳PWM调制方式无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过检测线电压差的过零点,间接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,应用此检测方法构成的最佳PWM调制方式无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的工作范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。

交叉排列不同外径转子的强化传热实验研究

将外径22mm和外径19mm两种转子以3:1、2:1、1:1三种比例方式交叉排列,并对其进行了强化传热及阻力特性实验研究。为保证实验方法和实验结果的准确性,对光管进行了实验验证。实验结果表明:交叉排列方案2:1的努塞尔数Nu最高,其强化传热综合评价因子PEC值与外径全22mm方案基本相同;而交叉排列方案3:1与方案1:1之间的Nu和PEC值相差不大,但也明显高出外径全19mm方案,这说明将两种不同外径的转子交叉排列具有很好的综合强化传热效果。单纯就这两种外径转子而言,将其以2:1的比例方式排列得到的综合强化传热效果最佳。

旋翼微多普勒特性实验分析

为分析旋翼及其主要部件的微多普勒效应特点,提出了一种通过微波暗室进行旋翼微多普勒效应测试的实验方法,并通过实例验证了实验方法的可靠性;两种桨叶不同桨叶片数的系列实验结果表明,旋翼的微多普勒特性通过频率把各个散射部件的回波能量分开,旋翼的片数和转速不影响微多普勒特性的分析估算,旋翼的微多普勒特性仅与其运动特性相关;结合直升机目标识别特征,采用短时傅里叶变换方法对实验数据进行微多普勒效应提取,分析了微多普勒效应与入射波和旋翼几何属性之间的关系,得到了旋翼微多普勒效应的频率特性、极化特性和宽频带特性.