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格尼襟翼及其对机翼影响的研究 - SOAR
1. 介绍 ................................................................................................................ 1 1.1 背景 ...................................................................................................... 1 1.2 目标 .............................................................................................................. 2 2. 文献背景研究 .............................................................................................. 4 2.1 地面效应 ...................................................................................................... 4 2.2 Gurney 襟翼 ............................................................................................. 5 2.3 对比和比较 ............................................................................................. 8 3. 计算机程序 ...................................................................................................... 10 3.1 背景 ...................................................................................................... 10 3.2 XFoil ...................................................................................................... 11 3.3 JavaFoil ................................................................................................ 11 3.3.1 JavaFoil 背景 ............................................................................. 11 3.3.2 JavaFoil 和地面效应 ............................................................................. 12 3.3.3 JavaFoil 和 Gurney 襟翼的增加 ............................................................. 20 3.4 比较 XFoil 和 JavaFoil ...................................................................... 23 3.5 结合地面效应和 Gurney 襟翼 .............................................................. 24 4. 实验研究 ...................................................................................................... 26 4.1 概述 ...................................................................................................... 26 4.2 WSU 3×4 英尺风洞 ............................................................................. 26 4.3 二维测试 ............................................................................................. 27 4.4 模型 ...................................................................................................... 27 4.5 测试矩阵 ............................................................................................. 28 4.6 预期气动力 ............................................................................................. 29 4.7 预期不确定性或误差 ............................................................................. 31 4.7.1 施工误差 ............................................................................................. 32 4.7.2 风洞阻塞误差 ............................................................................. 32 4.7.3 安装误差................................................................................ 32
电动飞机机体组合损伤容错控制研究
摘要：通用航空是航空领域的重要分支，电动飞机作为绿色能源飞机是通用航空飞机的重要组成部分和发展方向，其安全性至关重要。本文研究了电动飞机在碰撞、雷击、结冰等工况下的气动与动力学特性，引入损伤因素，建立飞机动力学与运动学模型。利用STAR-CCM+软件模拟机体组合损伤情况下的气动力和气动力矩。基于L1自适应控制算法对被控对象参数不确定性的估计能力和控制输出的自动调节能力，设计了在机翼损伤、碰撞后平尾损伤、平尾结冰、机翼雷击损伤情况下的电动飞机容错控制律。结果表明，该控制律对电动飞机机体组合损伤具有良好的容错控制能力，控制系统具有适应性、抗干扰性和鲁棒性，对其他运输飞机的飞行安全控制具有很好的工程借鉴意义。
模拟飞行的操作模态分析...
摘要：本研究论文的框架涉及一种称为“颤振”的现象，这是一种众所周知的动态气动弹性不稳定性，由结构振动和非定常气动力相互作用引起，振动水平可能引发较大振幅，最终导致飞机在几秒钟内发生灾难性故障。颤振预测和颤振清除是飞机设计、开发和认证过程中的主要问题。因此，认证必须保证飞机在整个飞行包线内没有颤振。在 FLEXOP（无颤振飞行包线扩展以提高经济性能）项目框架内，已经实施了一种频域中仅输出的操作模态参数估计算法，用于监测气动弹性模式的演变，从而几乎实时地监测颤振。因此，已经生成了 FLEXOP 飞机的集成气动弹性仿真模型。
基于物理的数字孪生，用于自主无人机着陆的模型预测控制
本文提出了一种两级数据驱动的数字孪生概念，用于飞机的自主着陆，并给出了一些假设。它具有一个用于模型预测控制的数字孪生实例；以及一个用于流体结构相互作用和飞行动力学的创新实时数字孪生原型。后者的数字孪生基于对高保真、粘性、非线性飞行动力学计算模型的预先设计的下滑道轨迹的线性化；并将其投影到低维近似子空间，以实现实时性能，同时保持准确性。其主要目的是实时预测飞行过程中飞机的状态以及作用于飞机的空气动力和力矩。与基于稳态风洞数据的静态查找表或基于回归的替代模型不同，上述实时数字孪生原型允许模型预测控制的数字孪生实例由真正动态的飞行模型而不是一组不太准确的稳态气动力和力矩数据点来告知。本文详细描述了所提出的两级数字孪生概念的构建及其通过数值模拟的验证。它还报告了其在斯坦福大学现成的无人机在自主模式下的初步飞行验证。
带有非线性控制的纵向飞机动力学...
由于刚体动力学、气动力和控制映射项中的非线性以及欠驱动，固定翼飞机模型的控制设计可能具有挑战性。未建模动力学或参数不确定性的存在会使问题更具挑战性。本文研究固定翼飞机的纵向动力学控制，该飞机悬挂或悬挂的有效载荷就像一个附加的钟摆。此类系统出现在涉及无人机 (UAV) 收集和运送有效载荷的应用中，其中长距离飞行要求可能需要使用固定翼飞机。推导了耦合飞机有效载荷系统的动力学，并利用基于 Lyapunov 的控制设计和奇异摄动理论的工具开发了非线性控制器。控制器能够跟踪和转换预先规划或动态生成的飞行轨迹。分析与仿真结果表明，该控制器能够实现精确的飞行路径跟踪，并对载荷参数进行数值研究，以确定系统在保持飞行稳定性的前提下，实现载荷运输的能力。
在 FSU 多声速风洞设施中对 RAE 2822 跨声速翼型进行表征
进行了风洞试验，以表征 RAE 2822 超临界翼型并实施主动流动控制技术。试验在各种亚音速和跨音速马赫数和攻角下进行。沿四分之一弦轴连接到翼型端部的两个称重传感器用于量化作用在翼型上的气动力。跨音速翼型已集成，控制技术已在佛罗里达州立大学 Polysonic 风洞中成功实施。本文介绍了一些初步实验结果，并描述了实施过程中获得的经验教训。油流可视化显示翼型吸力面上存在角涡，下表面存在楔形图案，这表明局部过渡流和湍流区域的组合，没有冲击或冲击非常弱。基准翼型上测量的升力系数远低于基于文献的估计值。这些结果表明，测试的翼型需要修改其纵横比和横截面积以适应设施。基于同流喷射的主动流动控制技术在改善气动性能方面显示出良好的前景。
数据驱动的地区能源网络
由于他们可以交付的成本，能源和排放量，地区能源网络引起了人们的兴趣。基于地区和城市规模的能源模拟估算热能需求的巨大计算成本是广泛使用建模在地区能源网络设计和运行中的主要障碍，以及对诸如热能储能等技术的可行性研究。在本文中，提出了一种简单，有效的建模方法，其中使用区域能量网络的操作数据用于构建时间负载概况，从而消除了建立能量模拟的需求。拟议的模型对来自加拿大不列颠哥伦比亚省新开发的天然气动力地区能源网络的数据进行了验证。通过案例研究就每小时热量存储的可行性和有效性来证明这种数据驱动方法的实用性。表明，水箱中的小时热量存储可以将锅炉上的每日峰值负载减少多达20％。此外，使用热量储存，可以通过恒定功率供应来满足高度波动的需求，这将有助于将生物质用作替代能源。
航空航天 | MDPI
飞机设计本质上是一项多学科工作，在此过程中，多个工程师团队之间必须交换数据和信息，每个团队都拥有特定领域的专业知识。管理协作组之间的数据传输、可能的翻译和存储非常复杂且容易出错。采用标准化、以数据为中心的方案存储所有数据可提高一致性并降低误解和冲突的风险。为了有效实现这一点，必须首先努力在分析模块和数据档案之间开发合适的接口。此外，设计过程的每个阶段对设计和分析工具的保真度和分辨率都有不同的要求。对于稳定性和控制分析以及飞行模拟，需要生成气动力、力矩和导数的查找表。不同的飞行分析工具需要不同的表格/输入格式。例如，代尔夫特理工大学开发的飞行分析器和模拟器 PHALANX [ 1 – 4 ] 需要一组三维力和力矩系数表，每个控制通道单独作用。多保真度气动建模旨在以最佳的计算资源分布覆盖整个飞行包线的飞行状态参数空间。这又需要一个标准化的、以数据为中心的方案来托管数据，这些数据可用于可变的保真度。标签 Li （其中 i = 0、1、2、3）用于对计算模型及其软件实现的保真度级别进行分类：
具有过渡飞行能力的微型飞行器的无模型控制算法
摘要 具有过渡飞行能力的微型飞行器，或简称为混合微型飞行器，结合了固定翼配置在续航能力方面的有益特性以及旋翼机的垂直起降能力，可在典型任务中执行五个不同的飞行阶段，例如垂直起飞、过渡飞行、前飞、悬停和垂直着陆。这种有前途的微型飞行器类别比传统微型飞行器具有更宽的飞行包线，这对控制界和空气动力学设计师都意味着新的挑战。混合微型飞行器的主要挑战之一是过渡飞行阶段气动力和力矩的快速变化，很难准确建模。为了克服这个问题，我们提出了一种飞行控制架构，它使用智能反馈控制器实时估计和抵消这些快速动态。所提出的飞行控制器旨在稳定混合微型飞行器的姿态以及它在所有飞行阶段的速度和位置。通过使用无模型控制算法，所提出的飞行控制架构无需精确的混合微型飞行器模型，因为该模型成本高昂且耗时。介绍了一套全面的飞行模拟，涵盖了尾座微型飞行器的整个飞行包线。最后，进行了真实飞行测试以比较模型
平板在振动下的分析 ...
摘要 飞机表面可能发生气动弹性不稳定性，导致疲劳或结构故障。颤振是一种气动弹性不稳定性，会导致结构自激发散振荡行为。经典的二自由度颤振是弯曲和扭转振动模式的组合。已经开发了一种柔性支架系统，用于风洞中刚性机翼的颤振试验。这种柔性支架必须提供一个明确定义的二自由度系统，刚性机翼在该系统上遇到颤振。在进行任何风洞颤振试验之前，进行了实验模态分析 (EMA) 和有限元模型分析 (FEM)，以验证固有频率和模式。使用拉格朗日方程开发了系统的运动方程。通过三种不同的方法确定临界颤振速度：稳定流的 p 方法、经典颤振分析和非稳定流的 k 方法，并与实验结果进行了比较。关键词：气动弹性、颤振、柔性结构、风洞试验、实验模态分析、有限元模型分析。1. 简介气动弹性是指研究气流中弹性结构变形与由此产生的气动力之间相互作用的研究领域。气动弹性研究主要有两个领域。首先，静态气动弹性涉及弹性力和气动力之间的相互作用，忽略