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超音速飞行中复合板的气动弹性不稳定性...
研究超声速气流作用下复合材料层合板的气动弹性失稳问题，通过求解气动弹性特性的广义特征值问题进行分析。通常通过计算不同来流速度下层合结构的固有频率，得到层合板在气流作用下的临界失稳速度，这是由于层合结构刚度减小，导致结构失稳。应根据复合材料壁板所处的力学环境合理设计结构参数，避免在气流作用下出现结构失稳问题。活塞理论最初由Lighthill在Hayes对Tsien高超声速相似理论的扩展基础上发展起来。在壁板颤振研究中，为了更好地模拟实际的气动变化过程，许多研究者提出了各种气动计算模型，但这些气动模型的不足之处在于考虑了较为复杂的边界条件，因此方程的求解过程相当复杂。在结构力学的框架下，利用二维模型，利用活塞理论推导了能够预报超声速范围内先进结构壁板颤振的精细气动弹性模型。活塞理论被广泛应用于许多气动模型，它提供了体表某点处表面下洗流与气动压力之间的准定常点函数关系。这使得活塞理论成为一种计算成本低廉的空气动力学模型。在本论文中，CUF工具的高效性允许推导任意阶模型，Carrera统一公式允许使用紧凑统一的公式推导任何模型。强形式解和提出的CUF模型的有限元近似。本文推导了二维模型的FEM特征矩阵，基本核允许使用自动程序推导矩阵。有限元法（FEM）由于其多功能性和数值效率而仍然值得关注。已经解决了力学的各种问题，包括静态，自由振动和动态响应问题。通过求解气动弹性特性的广义特征值问题对其进行分析，并考虑了许多参数来研究它们对颤振边界的影响。关键词：有限元方法、活塞理论、气动弹性不稳定性、气动弹性、Carrera 统一公式、超音速、复合层压板。
项目：ME-JB3-SWT1 超音速风洞设计
图 1. 兰利 11 英寸高速风洞 [4]。© NASA。保留所有权利。 ...................................................... 9 图 2. 兰利 11 英寸 HST 示意图 [3]。© NASA。保留所有权利。 ...................................................... 9 图 3. 进气式超音速风洞的总体配置。 ............................................................................. 12 图 4. 排污式超音速风洞的总体配置 [17] © Wikimedia Commons。保留所有权利 .................................................................................................................... 13 图 5. 超音速扩散器中的冲击波系统 [15]。© Lehrstuhl fur Thermodynamik。保留所有权利。 .................................................................................................................................................... 15 图 6. 超音速喉管下游的特性线 ...................................................................................................... 19 图 7. 拐角处超音速气流引起的膨胀风扇 ...................................................................................... 19 图 8. 某一点的特性几何形状和冲击特性 ...................................................................................... 20 图 9. WPI 真空测试设施 (VTF) ............................................................................................................. 25 图 10. 质量流速与喉管面积的关系。使用公式 4 在 MATLAB 中创建。 ................................................
新兴超音速运输机的环保性能
为涵盖可能的性能范围，我们开发了三种发动机模型：最有可能（衍生涡扇发动机）、最佳情况（全新涡扇发动机）和最坏情况（衍生涡喷发动机）。对于最有可能的情况，我们研究了基于 CFM56 的预计可用于 Aerion AS2 的发动机 (Fehrm, 2018)。在预期的 1.4 马赫飞行条件下，发动机的低压压缩机 (LPC) 压力比为 2，高压压缩机 (HPC) 压力比为 10，涡轮入口温度 (T4) 为 1650 K。为了使其适应 2.2 马赫的飞行，我们假设压力比受压缩机出口温度的限制，这是压缩机中材料温度限制的结果 (Fehrm, 2016)。这为我们提供了大约 7.5 的 HPC 压缩比。我们还假设涵道比为 3，与 Boom 所述的发动机计划一致。考虑到 2.2 马赫操作时产生的高冲压阻力，这可能是乐观的。
超音速中的质量、动量和能量传递...
气溶胶沉积 (AD) 可通过气流中的粒子沉积形成致密涂层；在 AD 中，气溶胶通过收敛-发散喷嘴，以超音速粒子速度促进惯性粒子撞击所需基材。与热喷涂方法不同，AD 可以在接近室温下应用；与冷喷涂不同，在 AD 中，气溶胶通常在喷嘴上游处于大气压下。尽管之前已成功演示了 AD，但与 AD 系统中粒子运动相关的许多方面仍不太清楚。在这项工作中，我们模拟了具有平面基材的狭缝型收敛-发散喷嘴的典型 AD 工作条件下的可压缩流场分布和粒子轨迹。在检查流体流动分布时，我们发现速度和压力分布以及冲击结构对喷嘴的上游和下游工作压力很敏感。这些最终会影响粒子撞击速度。重要的是，在 AD 中，粒子阻力状态是动态的；粒子克努森数和马赫数都可以相差几个数量级。为了辅助粒子轨迹模拟，我们训练了一个神经网络，根据现有实验数据、理论极限和新的直接模拟蒙特卡罗 (DMSC) 结果预测粒子上的阻力。基于神经网络的阻力定律取决于马赫数和克努森数，与 DSMC 模拟数据相比，其一致性比预先存在的相关性更好。借助该定律，粒子轨迹模拟结果表明，对于给定的粒子密度，存在一个最佳粒子直径，以最大化粒子撞击速度。我们还发现，在 AD 中，粒子会经历与尺寸相关的惯性聚焦，即存在一个特定的粒子直径，其中粒子沉积线宽最小。小于此直径的粒子聚焦不足，大于此直径的粒子聚焦过度，因此在两种情况下都有较大的沉积线宽。使用轨迹模拟，我们还开发了一个框架，可用于评估喷嘴上游任何气溶胶尺寸分布函数的位置相关质量、动量和动能通量到沉积基质的通量。结果表明，对于实验室可达到的典型气溶胶浓度，动能通量可以接近在具有相变的对流传热中通常观察到的量级，因此 AD 中的平动能到热能的传递可能是形成致密涂层的关键因素。关键词：气溶胶沉积；收敛-发散喷嘴，惯性聚焦；惯性撞击；直接模拟蒙特卡罗
应用超音速喷射器原理以增强...
地热井是任何地热发电设施中的关键组成部分和大多数资本密集型部分。但是，他们经常在一生中经历压力下降，在某些情况下导致井压力低于发电厂的运营条件，这使得井无法使用发电。这可以使整个项目更加昂贵，因为必须钻出其他井来补偿不可用的蒸汽以维持所需的电厂输出。本研究探讨了使用弹出器来解决该问题的可能性。弹出器已用于石油和天然气和制冷行业的各种应用中。在地热发电中，喷射器被广泛用于从冷凝器中提取不可凝聚的气体。弹出器是使用高压流的动能来诱导低压流的流动的静态设备。超音速喷射器通过使用收敛性喷嘴将主要流体加速到超音速条件来起作用。这会产生一种压力，使二次流夹入，混合物在中间压力下退出。这项工作中描述的实验是在雷克雅未克大学能源实验室进行的，以在实验室规模上制造和测试超音速弹出器。是为了在不同的压力下连接两个饱和蒸汽流，并将结果与早期研究中开发的分析模型进行比较。该实验集中在喷射器尺寸对性能的影响上，特别是恒定面积混合部分（CAM）。该实验成功地证明了喷射器通过表现出受到压力和二次流的夹带而起作用，尽管与分析模型没有良好的匹配。从实验中，使用夹带比率的5 mM凸轮排出器提供了最佳的结果，达到了压力和出口压力以衡量其性能。分析模型还用于设计潜在的超音速喷射器，以连接肯尼亚奥尔卡里亚地热场的两个生产井。设计表明，可以使用此弹出器产生另外的2.2 MW电力。
超音速巡航飞机技术的进度
这些显示了通过更好的发动机，结构或空气动力学的范围，有效载荷，有效的起飞重量或经济学的改进。此参考概念还用于研究机身螺旋式整体问题，测量起飞和降落噪声的改善，甚至用于为减少噪声等领域开发新的飞行程序。应该清楚地认识到这些参考飞机不是什么。它们不是飞机程序的初步设计。它们不是任何人都会建造或提供给世界航空公司的构想。用于这些目的的飞机设计需要大量的开发和证实，几个数量级比现实的技术测量目的所需的数量级要大。在本文中提到飞机时，请认识到它们是出于参考目的，用于测量改进以及对问题领域的了解；
美国宇航局的商业超音速研究
第 3 阶段 - 社区响应测试准备 2020-24，执行 2024-26 • 飞机运营和支持、部署 • 地面测量能力 • 地勤人员操作 • 噪声暴露设计 • 社区响应调查 • 数据分析和数据库交付
民用超音速飞机的商业开发 - IDA
民用超音速飞机运载乘客和货物的速度比传统亚音速客机快得多。尽管早期商用超音速飞机（欧洲协和式飞机和俄罗斯 TU-144）于 2003 年停飞，但美国对民用超音速飞行的兴趣正在复苏。这种兴趣部分源于过去四十年材料、推进、飞行控制技术、分析方法和性能预测方面的进步，这些进步大大提高了设计、测试和运行盈利、高效、安全、可靠的超音速民用飞机的期望（Nicolai 和 Carichner 2010；McIsaac 和 Langton 2011）。尽管预期技术会有所进步，但这种飞行方式的物理现实是，超音速飞机仍然可能比亚音速飞机对环境产生更大的影响（就噪音和排放而言），并且可能会超过现行亚音速法规规定的噪音和排放限值。
超音速运输飞机的控制概念 - NASA
nasa.gov › centers › dryden › pdf PDF 作者：FW Burcham Jr · 1990 — 作者：FW Burcham Jr · 1990 综合控制（5）已经开发并...进气道，将是一个多通道数字系统...NASA F-15 HIDEC 飞机上的处理过程。 18 页