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  • 简介:目前,随着相关项目研究的不断推进,如何在高Reynolds研究其对气动光学效应的影响成为重要命题.通过设计变Reynolds气动光学效应实验平台,模拟的单位Reynolds可以在7.2×10^6-2.2×10^8m^-1范围内变化.搭建的基于背景纹影(backgroundorientedschlieren,BOS)的波前测试系统可以达到6ns的时间分辨率.此系统测量的平凸透镜波前结果表明:实验测量结果与理论计算结果的误差在±4%以内.通过测量9种不同Reynolds下的超声速气膜瞬态波前数据,分析结果表明:在高Reynolds条件下,Reynolds对于超声速气膜气动光学效应的影响比较明显,通过对实验数据进行函数拟合发现OPDrmsRe088,与推导结果OPDrmsRe09十分接近;利用小波分析方法研究了高Reynolds条件下气动光学效应沿流向的分布特征,发现OPDrms的低频部分(信号的主体)先降低后升高,但是高频部分的震荡幅度先升后降.分析认为OPD的低频部分主要受到流场整体结构的影响,而高频部分更多地受到涡的空间分布影响.

  • 标签: 气动光学 超声速气膜 REYNOLDS数 背景纹影 小波分析
  • 简介:对喷嘴等效直径相同出口Reynolds均为15000的3种等腰三角(顶角分别为30,60和90°)以及圆形孔口射流进行了流场显示与速度场测量.结果表明:相比于圆形射流,等腰三角射流的出口中心线速度衰减更快,湍流度更高,三角射流卷吸周围流体能力显著增强.随着三角顶角减小,近场区涡结构三维性更强,卷吸效果更明显.此外,对不同射流的中心线湍动能谱概率密度函数Taylor尺度和Kolmogorov尺度进行了分析讨论,发现出口形状对湍流小尺度运动的影响较小.

  • 标签: 非圆形射流 多尺度 频谱 热线风速仪
  • 简介:在低Reynolds条件下,翼型绕流的上表面边界层由于抗逆压梯度能力变差容易发生流动分离,从而形成长层流分离泡.分离泡通常是非定常的,会诱发边界层的转捩、再附并形成湍流边界层.这个过程会使翼型的气动性能急剧下降,并伴随着强非线性效应.转捩后形成的湍流边界层也会产生高摩擦阻力.针对这种现象,文章以NACA0012翼型为例,通过隐式大涡模拟研究了有效的主动控制方案.为了统一分离控制技术和湍流边界层减阻技术,研究了在平板或槽道湍流中取得较好控制效果的壁面垂向反向控制方案.首先利用隐式大涡模拟研究了低Reynolds条件下NACA0012翼型绕流的流场特征.其次分析并验证了反向控制方案在分离区控制流场的可行性,发现反向控制在分离区的作用相当于基于流场信息的壁面抽吸控制,且控制具有实时性和高效性,控制抽吸了前缘的低能流体,使得翼型前缘附面层变薄,并增强了其抗逆压梯度的能力,较大程度提高了翼型的气动性能.最后在湍流边界层验证了其减阻控制效果,发现反向控制阻断了流向涡的法向输运,抑制了涡结构的发展,并减弱了猝发过程,使得湍流的高摩阻力得到了有效降低.

  • 标签: 低Reynolds数 NACA0012翼型 隐式大涡模拟 主动控制 湍流边界层
  • 简介:低Reynolds流动由于自身特点导致气动特性严重恶化,非定常、非线性效应突出且预测困难,加之相关基础理论研究不足,给以临近空间低速飞行器和高性能微小型飞行器为代表的低Reynolds飞行器的开发和研制带来了瓶颈和挑战.首先概述了飞行器低Reynolds的范畴、低Reynolds空气动力学的主要问题与挑战.随后从低Reynolds层流分离基础理论出发,依次介绍了低Reynolds层流分离经典理论、低Reynolds层流分离非定常流动特性、低Reynolds后缘层流分离泡.在此基础上,通过对经典长层流分离泡与后缘层流分离泡力学特性的差异以及随攻角和Reynolds的演化规律的详细分析,逐步揭示了一些低Reynolds复杂气动效应的本质,如小攻角升力系数的非线性效应,翼型随Reynolds下降气动特性的二次恶化效应等.最后对低Reynolds流动基础理论的发展过程进行了总结,并对层流分离诱导转捩及再附效应等复杂流动问题进行了展望.

  • 标签: 低Reynolds数 层流分离泡 非定常 后缘层流分离泡 非线性
  • 简介:传递对准是舰载武器惯导系统初始对准的一种有效办法,为满足舰载武器要反应快的要求,必须在短时间内对初始不对准角进行估计并加以补偿。文中建立了采用四元的传递对准的,线性模型,在此基础上进行卡尔曼滤波,解决了舰载垂直发射导弹的初始对准问题,同时又克服了一般四元对准模型非线性滤波计算量大,对准时间长的缺点,使导弹能在短时间内完成对准,提高其反应速度,增加其命中率。仿真结果表明,该文提出的快速对准方法具有对准速度快、精度高的优点。

  • 标签: 传递对准 垂直发射 四元数 卡尔曼滤波 线性模型
  • 简介:方柱绕流是典型的钝体绕流问题,蕴含了丰富的流体力学现象,对这类流动的准确预测面临着诸多挑战.采用自主发展的大涡模拟程序,对来流MachM=0.3,Reynolds尺eD=22000的绕孤立方柱流动进行了细致模拟,亚格子模型使用动力涡黏模型.对计算结果的分析表明,大涡模拟所得的平均流场及Reynolds应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果的可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了研究,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成Karman涡街的全过程,为更细致的流动机理探索奠定了基础.

  • 标签: 孤立方柱 大涡模拟 非定常分离 转捩 旋涡脱落
  • 简介:针对传统模型难以描述捷联惯组误差系数的复杂性、突变性和非线性特征这一问题,研究了其多重分特征,并提出了一种自适应分插值算法。利用盒维和MF-DFA方法分析得出捷联惯组误差系数具有明显的多重分特征。改进了适用于非等间隔数据的垂直比例因子求取算法,根据测试数据间隔大小赋予每个仿射变换不同的概率和使用次数,按照无放回抽样原则进行随机分插值,在不增加迭代次数的条件下解决了分插值点分布不均匀的问题。利用加权平均法得到指定时间的标定值。结果表明,所提算法插值准确性比常规分插值至少提高了3倍。

  • 标签: 捷联惯组 分形特征 分形插值 小样本 非等间隔
  • 简介:针对采用旋转四元误差进行的组合导航误差建模中状态方程的非线性化问题,提出一种新的惯性/天文组合姿态组合算法,以姿态加性四元误差和陀螺漂移为状态变量,推导系统线性化状态方程,并以天文导航和惯导姿态四元之差为量测量,建立系统量测方程,然后利用卡尔曼滤波实现对该组合模式的信息融合,仿真分析表明,所设计的基于姿态四元误差和陀螺漂移的组合模式能够有效估计系统状态误差,姿态误差0.02°左右,验证了其有效性,可避免较为复杂的非线性滤波器的使用,为工程实践提供了理论支持。

  • 标签: 天文导航 组合模式 姿态组合 加性四元数
  • 简介:针对捷联惯组历次测试数据小样本、非等间隔、非线性的问题,提出了一种基于分插值的三次混合插值算法。通过第一次分插值保证原始测试数据的变化趋势;通过第二次样条函数插值保证了插值的准确性,实现原始测试数据等间隔化;通过第三次分段线性插值,扩大样本容量,同时保证了原有测试序列的统计特性不变。实例分析表明,该算法很好的实现了对捷联惯组历次测试数据的等间隔处理和样本容量扩大,为捷联惯组历次测试数据小样本建模分析提供良好的基础。

  • 标签: 捷联惯组 历次测试数据 小样本 非等间隔 分形插值
  • 简介:为了实现水下潜器长时间高精度导航定位,同时考虑到传统地形辅助导航系统在先验地形图不可得或者是地形变化不明显的海域(地形不可匹配区域),无法用来修正惯性导航位置误差的问题,提出了一种结合地形和环境特征的水下导航定位方法。在先验地形图可得且地形高程变化明显的可匹配区域,采用地形辅助导航系统来修正惯导位置误差,在先验地形图不可得或者是地形高程变化不明显的不可匹配区域,采用基于海洋环境特征的同步定位与构图算法来修正惯导位置误差。仿真结果表明,该方法在地形可匹配区域以及地形不可匹配区域得到的航迹都比纯惯导得到的轨迹更接近于理想航迹,因此可以用来修正惯导位置误差。

  • 标签: 水下航行器 地形辅助导航系统 同步定位与构图 惯性导航系统
  • 简介:提出了一种利用GPS定位与测速相结合的动态定位方法.引入模糊人工神经网络技术对GPS数据进行处理,利用BP网络实现模糊化知识集的记忆和模糊判决的功能;最后,对处理前后的结果进行了对比.试验结果表明,该方法可以有效地提高GPS在开阔场地的定位精度.

  • 标签: 卫星定位技术 GPS 模糊控制 人工神经网络 动态定位
  • 简介:为保持对目标接收机的持续有效欺骗,增强欺骗干扰的隐蔽性,从信号传播损耗、噪声基底、仰角因素等方面对欺骗干扰的功率控制问题进行了定量的分析,得出了一种欺骗功率控制策略。该方法通过实时调整欺骗干扰的总功率及各支路信号功率,使得噪声基底的抬高幅度和最大欺骗信号信噪比限制在一定范围内。仿真表明,通过实时调整欺骗功率,可以将噪声基底限制在3dB内,将最大欺骗信号信噪比限制在22dB内,实现持续有效欺骗。该方法可行性较强,对欺骗干扰机的研制具有重要的指导意义。

  • 标签: 卫星导航接收机 欺骗干扰 功率控制 传播损耗 噪声水平
  • 简介:GEO卫星在导航系统中发挥着基本导航、增强和转发等三大功能。针对北斗系统GEO卫星的特殊性和兼容性,对北斗GEO卫星播发的D2导航电文的特点进行了分析,利用GEO的静地特性在基带信号处理中应用数学思想提出了基于二次函数逼近的快速牵引,推导了GEO卫星位置速度的计算公式,提出了基于模糊控制的GEO伪距测量算法,提高了信号处理通道的通用性和兼容性。对相关算法和策略在基于DSP+FPGA的软件接收机中利用实际信号进行了验证,在省略精捕获时间的情况下实现了50Hz以下的多普勒频移精度,伪距测量方法的通用性节省了50%的资源和工作量,相关算法具有良好的实用价值。

  • 标签: 静止轨道卫星 二次函数逼近 软件接收机 模糊控制
  • 简介:为了加快全球定位系统(GPS)的捕获速度,提高系统的捕获灵敏度,对GPS系统捕获策略进行了深入地研究。在对其捕获的基本原理和传统的最大值捕获系统进行分析的基础上,提出了一种新颖的GPS多峰值捕获策略。该策略通过多峰值选择减少了系统搜索单元数目,通过增加进入唐检测器的峰值个数来提高捕获灵敏度。利用蒙特卡洛方法进行了仿真分析,仿真结果表明:该新颖策略的捕获时间更短,同时捕获灵敏度比传统的最大值捕获系统要高2.8dB。总体来说,该新颖策略算法更适用于对GPS弱信号的捕获,也可应用于其他卫星导航系统。

  • 标签: 全球定位系统 最大值捕获 多峰值捕获 系统检测概率 弱信号
  • 简介:建立了考虑测试基准倾斜时加速度计的数学模型。用初始安装误差角辨识理论及算法,在一定范围内消除或减弱了测试基准倾斜对加速度计数学模型辨识精度的影响。该方法可以降低对测试设备地基和调平装置精度的要求,降低其测试和标定成本,提高测试工作效率。

  • 标签: 测试基准倾斜 辨识 加速度计 数学模型
  • 简介:地磁异常场的强度在空间上变化丰富而在时间上很稳定。对地磁异常值与位置之间的非线性函数关系进行了随机线性化,将地磁异常测量值直接作为观测量,采用扩展卡尔曼滤波技术实现地磁异常测量信息与惯性导航信息的融合,估计并校正了惯性导航系统导航误差.仿真表明,组合导航系统具有如下良好性能:对地磁异常具有广泛的适用性;对初始位置误差、速度误差及姿态误差具有较好的鲁棒性;对地磁数据噪声敏感度较低;可实时更新组合导航信息.将观测量选为参考数据测量值的信息融合策略引入惯性/地磁组合导航。定量描述地磁异常辅助惯性导航系统的信息量,分析组合导航系统对地磁图的适用性.

  • 标签: 自主导航 惯性 地磁导航 随机线性化 地磁场
  • 简介:为给GPS软件接收机的跟踪环提供精确的初始条件,捕获后得到的载波频率应在几十Hz范围内,所以必须寻找一种既能精确测量载波多普勒频移,又能有较快运算速度的方法。针对这一特点,提出了一种载噪比较高时采用相位测量和较低时采用长相干处理的载波频率精确估计策略。利用Matlab仿真产生的卫星中频数据作为数据源对该策略进行验证,结果表明当输入信号的载噪比大于35.5dB·Hz的时候,相位测量算法得到的多普勒频率值的误差保持在约10Hz之内。对于微弱信号的捕获,如果将相干处理的时间从200ms扩展到600ms,捕获频率的误差从3Hz减小到0.5Hz。此外,与传统的FFT方法相比,该方法的加法和乘法运算量分别降低了96.2%和35%。测试结果体现了该算法的有效性和优越性。

  • 标签: GPS软件接收机 载波频率 捕获 宽载噪比 相位测量 长相干处理
  • 简介:本文讨论了三相交流陀螺马达电源的工作原理。根据主要技术指标的要求,设计了陀螺马达电源,给出了该电源的各个组成部分的线路设计,解决了研制中出现的电源振荡问题,论述了该电源的设计特点,给出了使用结论

  • 标签: 三相电源 线路设计 陀螺马达
  • 简介:Richardson-Kolmogorov能量级串理论是湍流研究中最重要的基础理论,其中一个推论是能量的传输和耗散应当是均衡的,对应于耗散系数Cε为常数.然而近些年的实验及数值模拟都发现了不符合RichardsonKolmogorov能量级串理论的非均衡耗散律,即使在此区域内Reynolds足够高,能谱满足Kolmogorov的-5/3标度律,Cε也不为常数,而满足Cε-ReI-m/ReL-n,其中m≈1≈n,ReI为入口Reynolds,ReL为以积分尺度为特征长度的当地Reynolds.近三年来又发现流向速度梯度扭率Sk和Lagrange速度梯度自相关的时间演化Φ'(ijij)也可以用来度量非均衡湍流现象,为非均衡湍流的研究开辟了新路.

  • 标签: 非均衡湍流 耗散系数 流向速度梯度扭率 Lagrange速度梯度自相关方程
  • 简介:本文设计了一种适于水下应用的海底地形匹配系统。介绍了该系统的原理并给出了匹配算法。该算法采用多模估计技术获取最佳估计位置,可大大提高系统的定位精度

  • 标签: 地形辅助导航 惯性导航 水下导航 卡尔曼滤波