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实验空气动力学的发展...
摘要 — 本研究描述了实验空气动力学研究中心 (CPAERO) 最近的活动，包括致力于发展用于解决基础和工业流动问题的实验和数值空气动力学和气动声学技术能力的所有努力。尽管巴西政府在过去十年中资源投入较少且机构政策出现分歧，但在过去的 05 年里，已经能够建造一个中型低速亚音速风洞，并购买、设计和建造各种用于实验室和露天研究的设备。主要活动是在航空、汽车和风能等替代能源领域开展的。但是，流体结构相互作用、无人机噪声以及风洞和风速传感器校准等领域的其他应用正在开发中。为了支持实验研究，特别关注计算空气动力学，通过使用开源代码来设计翼型、机翼和计算流体动力学 (CFD) 中更复杂的流体模拟。与当地和国家公司的接口正在不断增加，以及与其他大学和研究中心的研究合作伙伴。本文介绍了一些非常规飞机分析、商用车（如轿车和皮卡的空气动力学）、不同纵横比的圆柱体上的流动以及有限高度表面安装圆柱体的实验和数值数据的结果。提供了用于设计小型水平轴风力涡轮机 (HAWT) 仿生叶片的最新方法和新方法。还将气动声学数值数据与自由流和横流条件下亚音速喷气机的实验数据进行了比较，显示了 CPAERO 工具和能力的灵活性。
压电能量收割机将风空气动力学转换为微电源应用的电能
1因斯布鲁克大学，奥地利6020 Innsbruck； rainer.p fluger@uibk.ac.at 2 Eurac Research，39100 Bozen，意大利； Alexandra.troi@eurac.edu（A.T。）; daniel.herrera@eurac.edu（d.h.-a.） 3丹麦哥本哈根SV 2450的Aalborg University建筑环境系； ket@build.aau.dk（k.e.t。 ）; jro@build.aau.dk（J.R.）4 Izmir理工学院，35430 - Izmir，土耳其； zeynepdurmus@iyte.edu.tr（Z.D.A. ）; guldengokcen@iyte.edu.tr（G.G.A.） 5 Arch+更多ZT GmbH，9220 Velden AmWörthersee，奥地利； Arch@archmore.cc 6 Cerema，BPE Project团队，46，rue stthébald，F-38080 L'Isle D'Abeau，法国； Gaelle.guyot@cerema.fr 7 Savoie Mont Blanc，CNRS，Locie，73000ChambéRy，法国8德雷克塞尔大学，费城，宾夕法尼亚州19104，美国； dhc38@drexel.edu *通信：Alexander.rieser@uibk.ac.at;电话。 ： +43-512-507-636211因斯布鲁克大学，奥地利6020 Innsbruck； rainer.p fluger@uibk.ac.at 2 Eurac Research，39100 Bozen，意大利； Alexandra.troi@eurac.edu（A.T。）; daniel.herrera@eurac.edu（d.h.-a.）3丹麦哥本哈根SV 2450的Aalborg University建筑环境系； ket@build.aau.dk（k.e.t。 ）; jro@build.aau.dk（J.R.）4 Izmir理工学院，35430 - Izmir，土耳其； zeynepdurmus@iyte.edu.tr（Z.D.A. ）; guldengokcen@iyte.edu.tr（G.G.A.） 5 Arch+更多ZT GmbH，9220 Velden AmWörthersee，奥地利； Arch@archmore.cc 6 Cerema，BPE Project团队，46，rue stthébald，F-38080 L'Isle D'Abeau，法国； Gaelle.guyot@cerema.fr 7 Savoie Mont Blanc，CNRS，Locie，73000ChambéRy，法国8德雷克塞尔大学，费城，宾夕法尼亚州19104，美国； dhc38@drexel.edu *通信：Alexander.rieser@uibk.ac.at;电话。 ： +43-512-507-636213丹麦哥本哈根SV 2450的Aalborg University建筑环境系； ket@build.aau.dk（k.e.t。）; jro@build.aau.dk（J.R.）4 Izmir理工学院，35430 - Izmir，土耳其； zeynepdurmus@iyte.edu.tr（Z.D.A.）; guldengokcen@iyte.edu.tr（G.G.A.）5 Arch+更多ZT GmbH，9220 Velden AmWörthersee，奥地利； Arch@archmore.cc 6 Cerema，BPE Project团队，46，rue stthébald，F-38080 L'Isle D'Abeau，法国； Gaelle.guyot@cerema.fr 7 Savoie Mont Blanc，CNRS，Locie，73000ChambéRy，法国8德雷克塞尔大学，费城，宾夕法尼亚州19104，美国； dhc38@drexel.edu *通信：Alexander.rieser@uibk.ac.at;电话。： +43-512-507-63621
气溶胶喷射打印过程中气动雾化、气溶胶输送和沉积的计算流体动力学研究
气溶胶喷射打印 (AJP) 是一种直接写入增材制造技术，已成为制造各种电子设备的高分辨率方法。尽管 AJP 在印刷电子行业中具有优势和关键应用，但 AJP 工艺本质上不稳定、复杂，并且容易出现意外的逐渐漂移，这会对印刷电子设备的形态产生不利影响，从而影响其功能性能。因此，对 AJP 进行现场过程监控和控制是不可避免的需求。在这方面，除了对 AJP 过程进行实验表征外，还需要物理模型来解释 AJP 中潜在的空气动力学现象。这项研究工作的目标是建立一个基于物理的计算平台，用于预测气溶胶流动状态，并最终实现对 AJP 过程的物理驱动控制。为了实现这一目标，我们的目标是提出一个三维 (3D) 可压缩、湍流、多相计算流体动力学 (CFD) 模型，以研究 AJP 过程中 (i) 气溶胶生成、(ii) 气溶胶输送和 (iii) 气溶胶在移动自由表面上沉积背后的空气动力学。沉积头以及气动雾化器的复杂几何形状是在 ANSYS - FLUENT 环境中建模的，基于专利设计以及从 3D X 射线微型计算机断层扫描 (l-CT) 成像获得的精确测量。随后使用光滑和软四边形元素的混合对构建的几何形状的整个体积进行网格划分，同时考虑膨胀层以获得靠近壁面的精确解决方案。采用基于密度和压力的 Navier-Stokes 形成的组合方法来获得稳态解，并将守恒不平衡控制在指定的线性化公差以下（即 10 6 ）。使用具有可扩展壁面函数的可实现 k-e 粘性模型对湍流进行建模。此外，还建立了耦合的两相流模型来跟踪大量注入的粒子。CFD 模型的边界条件是根据从 AJP 控制系统记录的实验传感器数据定义的。使用因子实验验证了模型的准确性，该实验包括在聚酰亚胺基底上 AJ 沉积银纳米粒子墨水。本研究的结果为实施物理驱动的 AJP 现场监测和控制铺平了道路。[DOI：10.1115/1.4049958]
具有集成刚度的紧凑型气动离合器……
摘要 — 刚度变化和实时位置反馈对于任何机器人系统都至关重要，但最重要的是对于有源和可穿戴设备与用户和环境的交互。目前，对于紧凑尺寸，缺乏提供高保真反馈并保持设计和功能完整性的解决方案。在这项工作中，我们提出了一种新型最小离合器，它集成了刚度变化和实时位置反馈，其性能优于传统的卡住解决方案。我们详细介绍了离合器的集成设计、建模和验证。初步实验结果表明，在最大力密度为 15.64 N/cm 2 时，离合器的阻抗力变化接近 24 倍。我们通过实验验证了离合器在以下方面的表现：(1) 增强软执行器的弯曲刚度，使软操作器的夹持力提高 73%；(2) 使软圆柱执行器能够执行全向运动；(3) 为手势检测提供实时位置反馈，为动觉触觉反馈提供阻抗力。本文介绍了功能组件，重点介绍了集成设计方法，这将对软机器人和可穿戴设备的发展产生影响。
用于初步飞机设计的稳定跨音速气动和气动弹性建模
评审团：Prof.列日大学 Grigorios Dimitriadis 教授（顾问）；列日大学 Vincent E. Terrrapon 教授（联合顾问）；列日大学 Koen Hillewaert 博士（校长）；列日大学 Romain Boman 教授。 Laurent Joly 博士，ISAIAH-SUPERIOR卡洛斯·布雷维格里尼（Carlos Breviglieri），巴西航空工业公司A.S. 博士马可·卡里尼（Marco Carini），ONERA
稳定跨音速气动和气动弹性建模...
Jury : Prof. Grigorios Dimitriadis, University of Liège (adviser) Prof. Vincent E. Terrrapon, University of Liège (co-adviser) Prof. Koen Hillewaert, University of Liège (president) Dr. Romain Boman, University of Liège Prof. Laurent Joly, ISAE-SUPAERO Dr. Carlos Breviglieri, Embraer S.A. A.S. 博士Marco Carini, ONERA
使用 SOAR（轨道空气动力学研究卫星）进行在轨空气动力学系数测量
轨道空气动力学研究卫星 (SOAR) 是一项立方体卫星任务，预计于 2021 年发射，用于研究极低地球轨道 (VLEO) 上不同材料与大气流动状态之间的相互作用。提高对这些高度的气体-表面相互作用的了解以及识别可以最大限度减少阻力或改善空气动力学控制的新型材料，对于设计未来可以在低高度轨道运行的航天器非常重要。这类卫星可能更小、开发成本更低，或者可以提供改进的地球观测数据或通信链路预算和延迟。为了实现这些目标，SOAR 具有两种有效载荷：i) 一组可操纵的翼片，能够将不同的材料或表面处理暴露给具有不同入射角的迎面而来的气流，同时还提供可变的几何形状以研究空气稳定性和空气动力学控制；以及 ii) 具有飞行时间能力的离子和中性质谱仪，可以精确测量原位流动成分、密度和速度。利用精确的轨道和姿态确定信息以及测得的大气流动特性，可以研究卫星在轨道上受到的力和扭矩，并计算出气动系数的估计值。本文介绍了 SOAR 任务的科学概念和设计。描述了使用最小二乘轨道确定和自由参数拟合过程从测得的轨道、姿态和原位大气数据中恢复气动系数的方法，并估计了解析的气动系数的实验不确定度。结果表明，卫星设计和实验方法的结合能够清楚地说明阻力和升力系数随不同表面入射角的变化。阻力系数测量的最低不确定度位于约 300 公里处，而升力系数测量的不确定性随着轨道高度降低至 200 公里而提高。
三种气动仪器测得的发声商的测量可靠性
摘要：目的。本研究旨在检验两种手持式肺量计和基于肺活量仪的系统在肺活量和派生发声商测量方面的平行形式信度。研究设计。这是一个前瞻性、重复测量设计。方法。共 20 名成年男性使用三种空气动力学仪器（Baseline 风车式肺量计、Contec SP10 数字肺量计和 Pentax Medical Phonatory 空气动力学系统 (PAS)，型号 6600）进行肺活量测量。使用每种仪器的肺活量以及最大发声时间计算发声商。进行重复测量协方差分析 (ANCOVA) 以检验仪器对肺活量和发声商的主要影响，以年龄为协变量。进行皮尔逊积差相关以评估仪器之间的测量信度。结果。数字肺活量计与风车肺活量计和 PAS 相比，ANCOVA 在肺活量测量方面存在统计学显著差异。在发声商方面，任何仪器之间均未发现差异。在肺活量和发声商测量方面，这三种仪器之间存在很大的正相关性。结论。在三种仪器系统中，肺活量和派生发声商的测量具有很强的平行形式可靠性，尽管测量预
汽车气动声学风洞测试
过去几年，空气动力学和气动声学模拟取得了重大进展。在早期阶段使用模拟可以最大程度地利用模拟，使您能够在获得车辆原型之前评估某些设计替代方案的后果。此外，了解流动引起的湍流如何导致外部噪声源，或这些湍流如何与车辆的振动声学特性相结合导致内部噪声，可以通过使用 Simcenter STAR-CCM+™ 软件和 Simcenter 3D 软件进行模拟来评估。但是，运行完整的模拟需要大量计算（取决于模型和频率，但可能需要大约一周的时间），并且中高频的准确性受到限制。除此之外，车辆噪音的很大一部分改进来自密封件的改进以及泄漏和薄弱点的消除，这些很难甚至不可能模拟。
汽车气动声学风洞测试
过去几年，空气动力学和气动声学模拟取得了重大进展。在早期阶段使用模拟可以最大程度地利用模拟，使您能够在获得车辆原型之前评估某些设计替代方案的后果。此外，了解流动引起的湍流如何导致外部噪声源，或这些湍流如何与车辆的振动声学特性相结合导致内部噪声，可以通过使用 Simcenter STAR-CCM+™ 软件和 Simcenter 3D 软件进行模拟来评估。但是，运行完整的模拟需要大量计算（取决于模型和频率，但可能需要大约一周的时间），并且中高频的准确性受到限制。除此之外，车辆噪音的很大一部分改进来自密封件的改进以及泄漏和薄弱点的消除，这些很难甚至不可能模拟。