基于模型的发动机仿真与优化

利用Matlab软件中的MBC(model-based calibration)工具箱和仿真软件Ricardo Wave对汽油发动机的动力性进行了基于模型的标定和优化;在标定流程中,首先利用Wave建立了发动机仿真模型,并通过验证;接着,运用实验设计(DoE)方法确定了发动机的运行工况点,并用仿真模型计算出发动机在这些工况点处的参数和性能(扭矩、油耗、功率和缸内最高压力等);最后,建立发动机数学统计模型和标定优化;得到了发动机点火提前角、空燃比MAP图和优化后转矩的三维图;研究结果表明,该方法结合现代DoE试验设计理论和自动标定技术,不仅使发动机的扭矩从198 Nm提升到215 Nm,还能减少试验时间,提高标定效率。     

站点式飞行试验实时监控软件平台研究

飞行试验实时监控软件平台的运行效率直接影响着飞行试验过程管理的高效性。在实时数据解算服务器的基础上,配置站点服务器及DNS服务器,构建站点式飞行试验实时监控软件平台,利用交互式页面设计及网络数据库管理技术,提高实时监控软件平台的管理及维护效率,改善监控软件的用户交互模式。实现了监控组件在站点式软件平台下“访问部署、链接监控”的目的,从而简化了飞行试验监控工作环节,有助于缩短型号科目试飞周期。     

一种热真空试验设备的研制

热真空试验设备主要为航天产品组件提供高真空、冷热环境,模拟星载器件在轨各种模式下的工作性能指标是否满足设计要求。热真空设备主要模拟空间两个参数,即高真空环境和冷热环境。文中介绍了一种热真空试验设备的参数设计、设备组成及设备研制过程,并对设备的进行真空、温度等相关性能参数的测试,验证设计参数是否满足要求。     

C3/MRC液化工艺中混合制冷剂组成选择及配比优化

制冷剂制冷效果与其配比复杂程度相互制约,使制冷剂的合理配比问题成为C3/MRC液化工艺中的难点之一。依据混合制冷剂中不同组分在不同温区制冷的原理,初步选定混合制冷剂的基本组成为N_2、CH_4、C_2H_4、C_3H_8、n-C_4H_(10)和n-C_5H_(12)。通过HYSYS模拟得到制冷效果,分析得出各组分在制冷过程中的作用。在此基础上,设计正交实验并得出模拟结果,采用逐步回归的方法回归多项式,以比功耗作为目标函数进行优化分析,最后得到优化配方。此方法简单高效、准确性好,具有较高的工程应用价值。     

高超声速气动试验模拟现状与面临的新挑战

高超声速飞行器的发展对地面试验模拟提出了新的要求, 但是, 现有条件还不能完全满足这些要求.文章首先回顾和概述了气动研究地面试验所应遵循的一般性相似准则, 分析了现行气动力热和推进试验模拟的不足和所面临的挑战.经分析认为, 面对这些挑战, 现行的主要参数模拟部件相似模拟和局部相似模拟等方法仍然有效, 但应加强相似理论对地面试验的指导和计算对试验的支撑性作用, 并在必要时通过飞行试验对不完全相似模拟结果进行验证与确认.      

CFETR TF线圈盒冷却的初步设计

中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国新一代聚变装置,环向场(TF)磁体系统是托卡马克关键部件之一。根据TF线圈冷却要求,给出CFETR TF线圈盒冷却的初步设计。通过开展2D模拟分析TF线圈盒冷却通道数量、质量流量、位置等参数对冷却效果的影响。模拟结果表明,增加冷却通道数量可显著减少导体热流量;而增加质量流量对冷却效果的提高不明显。线圈盒内腿段盖板(AP)组件冷却通道由16条增加至30条后,绕组热流量降低至2.01 W/m,减小了约37%。同时,模拟发现缩短冷却通道与拐角间的距离,可显著提升冷却效果。     

CFETR导体TF铠甲超声相控阵检测研究

中国聚变工程试验堆CFETR(China Fusion Engineering Experimental Reactor)磁体系统中的环向磁场TF(Toroidal Field)导体,其铠甲采用外方内圆结构,服役条件恶劣,质量要求等级为一级。针对TF铠甲异型结构,开展超声相控阵仿真与实验研究。首先采用CIVA仿真软件中的超声模块对TF铠甲进行了声场模拟与缺陷检测,设计了四种不同类型的探头。探头中心频率为2.5和5 MHz,阵元数目分别为32和64。确定其聚焦法则,并对该聚焦法则下声场分布及人工反射体进行模拟仿真。根据仿真结果,采用ZETEC/TOPAZ64超声探伤仪对试块人工刻伤进行检测,缺陷检出率高,验证了CIVA仿真结果的有效性。     

电动离心压气机主动控制扩稳方法研究

为了适应车用宽工况范围需求,燃料电池离心压气机需具有宽的稳定流量范围,而喘振限制了离心压气机小流量工况工作的稳定性。针对燃料电池离心压气机为电动离心压气机的特点,本文提出了一种通过控制电机转速动态变化的主动控制扩稳方法。通过试验研究发现,相较于无主动控制的情况,采用主动控制使电机转速以正弦波形式主动变化时,可削弱失速、喘振等引起的压力振动幅值,实现失速和喘振的抑制。当电机转速以频率为7 Hz,无量纲幅值为0.2%的正弦波形式变化时,在测试的低转速范围内,深喘起始的背压阀度均有减小,其中在40000 r·min~(-1)时减小最显著,相较于无主动控制情况减小达6.3%。     

叶片尾缘掠型对离心压气机特性影响研究

针对叶片尾缘掠型对离心压气机特性影响开展了数值仿真与试验验证的研究工作,详细分析了尾缘掠型对压气机特性的影响规律和压气机叶轮内部流动特征,研究结果表明:尾缘掠型能够提升压气机出口的总压,使离心压气机压比变高,自由掠叶型相比于斜掠叶型,压比会进一步提升。叶片尾缘掠型能够有效抑制尾缘流动分离与叶间泄漏效应的结合效果,降低流动分离强度和分离区域,提升叶轮的稳定工作范围与效率。试验验证结果表明采用自由掠型尾缘叶轮,压比随着转速的升高提升幅度变大,最多提升了9.14%,喘振线明显向左偏移,运行流量范围拓宽。尾缘掠型能够有效提升压气机压比和稳定工作范围,是改善压气机特性的有效手段。