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大攻角细长体侧向力主动控制技术

作　者: 陈智铭
导　师: 顾蕴松
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 流体力学
关键词: 风洞实验大攻角细长旋成体体主动流动控制扰动组合反馈控制
分类号: V249.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

本文以现代飞行器大攻角飞行遭遇复杂侧向力与力矩时产生的幻影侧滑现象为研究背景,以尖拱形细长旋成体模型作为实验对象,设计了一种主动流动控制技术,通过在南航低湍流度风洞进行的模型测力实验,详细地研究了该技术作用下细长旋成体侧向力攻角变化规律,加深了对细长旋成体背风区不对称涡系的空间结构以及涡系之间的相互作用的认识。从非对称流动形成的原因着手,比较了不同扰动类型的细长旋成体大攻角侧向力特性,解释了来流小扰动和前体头尖部的细微不对称对非对称背涡与侧向力作用规律,进一步阐明了模型背风区为双稳态流动时模型侧向力迟滞环形成机制,加深理解了“扰动组合”的概念。在此基础上完善了非对称背涡扰动的主动控制技术,设计了自主消除侧向力的闭环控制系统,在微控制器的控制下通过监视模型背部压力传感器的侧向力变化信号,及时跟踪分析侧向力变化趋势,并自动施加扰动作用,强迫非对称背涡转变为对称的涡结构。测力实验研究结果表明,该主动控制技术在细长旋成体侧向力产生的大攻角范围内都可以有效的消除侧向力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章论  11-17
  1.1 研究背景  11-14
  1.2 大攻角流动控制技术研究的回顾  14-15
  1.3 本文研究内容总述  15-17
第二章验模型，设备与实验技术  17-29
  2.1 实验模型  17-20
  2.2 实验设备  20-24
  2.3 实验技术  24-29
    2.3.1 天平测力  24-27
    2.3.2 单片机微控制系统  27-29
第三章攻角细长旋成体侧向力固定微扰动特性研究  29-39
  3.1 引言  29
  3.2 细长旋成体大攻角空间流场特性  29-32
  3.3 细长旋成体头部固定扰动大攻角侧向力特点  32-38
    3.3.1 背景扰动下细长体模型大攻角侧向力特点  33-34
    3.3.2 典型攻角下头部固定扰动侧向力周向分布特点  34-37
    3.3.3 典型周向角下头部固定扰动作用下大攻角侧向力特点  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章攻角细长旋成体旋摆扰动控制特性研究  39-49
  4.1 引言  39
  4.2 细长旋成体旋摆扰动大攻角侧向力特性  39-47
    4.2.1 大攻角下旋摆扰动频率对侧向力发展影响  39-42
    4.2.2 典型攻角下头部旋摆扰动侧向力周向分布特点  42-44
    4.2.3 典型周向角下头部旋摆扰动侧向力大攻角特点  44-47
  4.3 本章小结  47-49
第五章攻角细长旋成体侧向力反馈控制特性研究  49-59
  5.1 引言  49-50
  5.2 反馈控制系统结构以及工作原理介绍  50-51
  5.3 反馈控制下旋摆扰动细长旋成体大攻角特性  51-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章文总结与展望  59-61
  6.1 本文的主要工作内容总结以及研究结论  59-60
  6.2 进一步研究展望  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-65
在学期间的研究成果及发表的学术论文  65

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