导读:本文包含了紊流风场论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:六旋翼无人机,紊流风场,静力学分析,动力学分析
紊流风场论文文献综述
周鸿超[1]（2019）在《紊流风场环境下无人机系统结构优化研究》一文中研究指出无人机是一种可以通过遥控或程序控制飞行的无人驾驶飞行器,在军用领域和民用领域应用广泛。近年来,因多旋翼无人机具有机动灵活、可以垂直起降、体积小等优点成为研究的热点。但多旋翼无人机在低空低速的飞行环境中,存在易受紊流风场影响的问题,降低了飞行性能和飞行品质。目前,紊流风场环境下多旋翼无人机稳定性研究主要集中在无人机飞控算法方面,在系统结构方面的研究较少,为减小紊流风场的不利影响,弥补控制算法的不足,提高飞行性能和飞行品质,在此以六旋翼无人机为例,结合结构优化理论和有限元分析理论进行优化研究。主要研究工作如下:(1)首先对六旋翼无人机的结构特点及飞行原理进行了研究,根据起飞质量、飞行速度等相关数据,确定了六旋翼无人机结构的总体性能参数。然后用Solidworks建立了六旋翼无人机系统结构叁维模型,根据牛顿-欧拉定理建立了动力学模型,为后期的结构分析和优化奠定了仿真基础。(2)对旋翼空气动力学和紊流风场的特性进行了分析,分别建立了紊流风场下六旋翼无人机动力学模型与紊流风场模型。并使用线性滤波法对紊流风场进行数值模拟,得到了紊流风速时程、紊流风压和紊流风速功率谱密度图像,同时获得了风载荷数据。通过对模拟谱和目标谱进行对比分析,验证了数值模拟结果的可行性,为后续分析和研究提供了数据依据。(3)在建立六旋翼无人机系统结构的有限元模型基础上,对紊流风场环境下六旋翼无人机系统结构进行静力学分析,结果发现机身结构强度完全满足无人机以最大飞行速度在四级风力环境中飞行的设计要求,证明机身整体结构存在设计冗余;对六旋翼无人机系统结构进行自由模态分析,发现机身结构固有频率集中在9Hz~67Hz,紊流风场频率集中在0Hz~10Hz,两种频率交叉,极有可能发生共振;由四级风力得到的随机载荷用于随机振动分析,结果表明机身整体结构的最大应力小于机身材料PA66和碳纤维T300的疲劳极限,不会发生疲劳损伤和破坏。(4)针对紊流风场下六旋翼无人机系统结构设计冗余和容易产生共振的问题,进行优化分析和设计。先对机身整体结构进行拓扑优化,然后分别对系统结构的各个组成部件进行尺寸优化和形状优化,通过灵敏度分析确定最佳设计变量,以结构强度和位移为约束,以质量最小为目标函数进行优化计算,得出最优设计方案,最后根据优化的结果进行重新建模,并对优化后的模型进行仿真验证。在无人机以最大飞行速度于四级风力环境中飞行的条件下进行仿真实验,由结果分析可知无人机起飞质量减轻,负载能力提高,机身结构振动减小,紊流风场的不利影响降低,飞行性能和飞行品质得到改善。(本文来源于《天津职业技术师范大学》期刊2019-03-01）
李中华[2]（2014）在《大涡模拟中大气边界层紊流风场的生成方法研究》一文中研究指出大涡模拟是计算风工程中的重要研究方法和手段，能够比较准确的模拟脉动风。在大涡模拟中脉动入口边界条件尤为重要，生成脉动风入口的方法有很多，其中随机序列合成法应用广泛。然而随机序列合成法中的DSRFG方法由于脉动成分的加入导致平均风剖面变化，模拟的风场达不到预想效果。大涡模拟中网格对计算域中风场存在过滤，在入口处生成的脉动速度存在的最高频率应该与计算域中过滤的截断频率相统一，减少计算域中不可分辨频率对计算的影响。随机序列合成法中的DSRFG方法还存在较为明显的压力梯度问题。本文有以下主要研究内容：基于von-Karman谱推导出大涡模拟中网格尺寸与截断频率之间的关系，并用具体公式描述其关系，保证程序中脉动成分的时间过滤和计算域中的空间过滤相统一，减少高频成分对计算结果的影响。计算多个FLUENT模型，分析每个计算模型870个检测点处的脉动风速。使用曲线拟合和曲线拟合优度检验理论找出最能够代表计算域内平均风速的风剖面，分析DSRFG方法程序中给定平均风剖面与计算域中平均风剖面的差异，通过修改原有DSRFG程序使计算域中平均风剖面满足规范要求。在MATLAB中分析每一个CASE870个检测点处的脉动风速，对比RFG方法和DSRFG方法脉动风功率在计算域中的变化，以及湍流强度在计算域中的变化情况，并分析过滤高频成分对DSRFG方法脉动特性的影响。将DSRFG方法的原有程序改编成MATLAB可识别的语言，并通过MATLAB生成脉动速度，通过MATLAB过滤掉脉动速度的高频成分，将处理后的速度重新加入FLUENT中，用以减弱DSRFG方法存在的严重压力梯度问题。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-06-01）
张志田,张伟峰[3]（2013）在《悬索桥在紊流风场中的静风扭转发散机制》一文中研究指出揭示悬索桥主缆系统的扭转刚度退化及静力扭转发散的机制。基于广义模型的理论分析表明,桥面的竖向运动对系统整体的扭转刚度至关重要。任何一条主缆的向上竖向运动都可能导致系统扭转刚度的急剧降低。由于竖向运动引起的刚度急剧降低是紊流场中大跨度悬索桥发生静力扭转发散的主要原因。紊流场中因系统刚度退化而引起扭转发散的机制与传统的观点不同。通过广义模型较好地解释了如果任意一条主缆丧失了刚度都将导致主缆系统扭转刚度的消失。此外,由这个机制可以得到与紊流场中悬索桥静风扭转发散有关的几个临界风速的定义,其中能导致任意一根主缆达到无应力状态时的风速Ucr3对扭转发散至关重要。西堠门大桥非线性动力有限元数值分析的结果和全桥气弹模型风洞试验的观察结果证实文章提出的基本观点。(本文来源于《土木工程学报》期刊2013年07期）
文武[4]（2013）在《大型风力机塔架在紊流风场下的易损性分析》一文中研究指出随着风力发电技术的发展,更大的发电功率、更大的叶轮直径和更高的塔架已成为风电发展的主流趋势。塔架是风力发电机中支撑机舱的重要结构部件,承受风轮的作用力和风载荷。而风载荷是随时间和空间而变化,使得风对塔架的作用显得非常复杂。在过去的风力发电机组运行中,时常发生被强风破坏而倾倒垮塌,造成整个风电机组的毁灭性的损失。因此研究风力机塔架抗风性能具有一定的意义。本文在参考国内外文献的基础上,对塔架在随时间变化的紊流风载荷作用下的动力响应和动力特性进行了研究,并在此基础上,初步介绍风力机塔架的风载荷易损性的概念、易损性的分析方法以及易损性曲线的绘制,通过对塔架结构的易损性的研究,探讨塔架在紊流风作用下,发生不同程度破坏的可能性,为研究风力机塔架抗风性能提供一定的理论依据。本文的主要研究内容如下：1.研究风力机风场风速模型,讨论稳态风和脉动风的特性,特别是对脉动风速功率谱进行了讨论。2.对AR模型模拟风速时程的理论进行研究,建立具有功率谱密度特性的脉动风速模型,用Matlab进行仿真模拟。3.分析风力机叶轮和塔架的风载荷,给出各自的求解方法。建立塔架动力响应方程,利用有限元软件计算塔架结构随时间变化的风载荷作用下的动力学响应,得到塔架在动态载荷作用的下位移、应变和应力。4.提出风力机塔架的风载荷易损性的概念,探讨风载荷易损性的分析方法。绘制出风力机塔架在不同风速下的风载荷的易损性曲线,通过对塔架结构的易损性的研究,探讨塔架在紊流风作用下,发生不同程度破坏的可能性。(本文来源于《广东工业大学》期刊2013-06-01）
周健,王新民,陈晓,蒋正雄,曲耀红[5]（2012）在《紊流风场下无人机飞行状态多模型估计算法》一文中研究指出针对紊流风场环境下飞行速度因模型参数发生变化导致单一固定参数滤波器精度降低的问题,提出了一种无人机飞行状态多模型估计算法。在建立单一固定模型紊流风场有色噪声卡尔曼滤波器的基础上,采用多模型自适应卡尔曼估计,得到飞行速度的最优状态估计。仿真结果表明,多模型估计算法在模型参数发生变化时能有效地减小紊流风场对无人机飞行速度的影响,满足飞行速度控制输入的精度要求。(本文来源于《火力与指挥控制》期刊2012年09期）
周健,王新民,魏宏珅[6]（2012）在《紊流风场下的无人机飞行状态卡尔曼滤波估计》一文中研究指出为了模拟紊流风场下的无人机飞行状态响应,减小紊流风场对无人机飞行速度的影响,使用数值法建立了紊流风场有色噪声模型,生成了符合大气紊流相关特性的紊流风场并对其进行数值仿真。在此基础上,通过状态扩增处理将系统噪声白化,设计出一种基于有色噪声的无人机飞行速度卡尔曼滤波器,该滤波器解决了基本卡尔曼滤波仅适用于白噪声的情况。仿真结果表明,使用此滤波器可有效减小紊流风场对无人机飞行速度的影响,进而满足飞行速度控制输入的精度要求。(本文来源于《飞行力学》期刊2012年02期）
陈严,张锦源,王楠,叶枝全[7]（2006）在《风力机风场模型的研究及紊流风场的MATLAB数值模拟》一文中研究指出讨论了风剪、塔影和尾流对风场平均速度的影响,介绍了随机理论中离散随机序列与其功率谱、傅立叶谱的关系,研究了紊流风场模型中常用的几种典型的速度功率谱密度模型如Harris速度谱、Kaimal速度谱、Von Karman速度谱等模型。根据随机理论,确定利用速度谱求风速的紊流部分的算法,并用MATLAB编程实现了风力机紊流风场的数值模拟。(本文来源于《太阳能学报》期刊2006年09期）
秦仙蓉,顾明[8]（2005）在《紊流风场中桥梁气动导数识别的随机方法》一文中研究指出气动导数是大跨桥梁结构颤振和抖振分析的重要依据。本文提出采用随机系统识别方法来识别紊流风场中的气动导数, 与当前应用较广的瞬态激励法及强迫激励法相比, 这类方法的优势在于: (1) 将紊流看作是激励, 而不是噪声, 更能反映结构实际工作状态下的特性; (2) 识别精度不受风速的制约, 可以获得较高折减风速下的气动导数; (3) 可直接在紊流风场中结构随机响应上进行识别, 无需任何人为外在激励, 试验更为简单易行。在风洞中完成了紊流风场中桥梁节段模型测振试验, 进一步利用本文的方法识别出气动导数。与相关文献提供的类似模型在均匀场和紊流场中识别结果的对比表明: 本文识别的气动导数是可靠的, 所提出的采用随机系统识别方法来识别紊流风场中气动导数的思路是可行的。(本文来源于《土木工程学报》期刊2005年04期）
余世策,孙炳楠,楼文娟[9]（2004）在《紊流风场中开孔结构的孔口阻尼特性研究》一文中研究指出利用伯努利方程导出了孔口粘滞阻尼比的表达式,并通过能量耗散原理得到了孔口阻尼比与开孔屋盖系统模态阻尼比的关系。设计制作了具有不同开孔率的两个平屋面气动弹性模型,进行了突然开孔后屋面风振稳态响应的风洞试验,利用经验模式分解(EMD)、随机减量技术(RDT)以及希尔伯特变换(HT)成功地提取了开孔屋盖系统第一模态的阻尼比,并与理论结果进行了比较,最终得出在紊流风场中孔口阻尼以粘滞阻尼为主的结论。论文最后根据粘滞阻尼的特性给出了开孔率的准确定义,并导出了临界开孔率的公式,为建筑抗风设计提供了重要的参考依据。(本文来源于《振动工程学报》期刊2004年04期）
邢茂,郭烈锦[10]（2003）在《紊流风场中起跳沙粒的轨迹特征》一文中研究指出运用颗粒流体二相流的随机行走扩散模型(DRW)研究了紊流风场下起跳沙粒的运动轨迹特性。得出了轨迹特性(长度、高度、撞击角)随沙粒的大小和风速的变化规律,发现随沙粒粒径的减小紊流脉动对轨迹的影响显着增大。粒径在200μm以下时,紊流风场下计算得的轨迹形状与平均风场下得到的轨迹有明显差异。(本文来源于《中国沙漠》期刊2003年06期）
紊流风场论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
大涡模拟是计算风工程中的重要研究方法和手段，能够比较准确的模拟脉动风。在大涡模拟中脉动入口边界条件尤为重要，生成脉动风入口的方法有很多，其中随机序列合成法应用广泛。然而随机序列合成法中的DSRFG方法由于脉动成分的加入导致平均风剖面变化，模拟的风场达不到预想效果。大涡模拟中网格对计算域中风场存在过滤，在入口处生成的脉动速度存在的最高频率应该与计算域中过滤的截断频率相统一，减少计算域中不可分辨频率对计算的影响。随机序列合成法中的DSRFG方法还存在较为明显的压力梯度问题。本文有以下主要研究内容：基于von-Karman谱推导出大涡模拟中网格尺寸与截断频率之间的关系，并用具体公式描述其关系，保证程序中脉动成分的时间过滤和计算域中的空间过滤相统一，减少高频成分对计算结果的影响。计算多个FLUENT模型，分析每个计算模型870个检测点处的脉动风速。使用曲线拟合和曲线拟合优度检验理论找出最能够代表计算域内平均风速的风剖面，分析DSRFG方法程序中给定平均风剖面与计算域中平均风剖面的差异，通过修改原有DSRFG程序使计算域中平均风剖面满足规范要求。在MATLAB中分析每一个CASE870个检测点处的脉动风速，对比RFG方法和DSRFG方法脉动风功率在计算域中的变化，以及湍流强度在计算域中的变化情况，并分析过滤高频成分对DSRFG方法脉动特性的影响。将DSRFG方法的原有程序改编成MATLAB可识别的语言，并通过MATLAB生成脉动速度，通过MATLAB过滤掉脉动速度的高频成分，将处理后的速度重新加入FLUENT中，用以减弱DSRFG方法存在的严重压力梯度问题。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
紊流风场论文参考文献
[1].周鸿超.紊流风场环境下无人机系统结构优化研究[D].天津职业技术师范大学.2019
[2].李中华.大涡模拟中大气边界层紊流风场的生成方法研究[D].哈尔滨工业大学.2014
[3].张志田,张伟峰.悬索桥在紊流风场中的静风扭转发散机制[J].土木工程学报.2013
[4].文武.大型风力机塔架在紊流风场下的易损性分析[D].广东工业大学.2013
[5].周健,王新民,陈晓,蒋正雄,曲耀红.紊流风场下无人机飞行状态多模型估计算法[J].火力与指挥控制.2012
[6].周健,王新民,魏宏珅.紊流风场下的无人机飞行状态卡尔曼滤波估计[J].飞行力学.2012
[7].陈严,张锦源,王楠,叶枝全.风力机风场模型的研究及紊流风场的MATLAB数值模拟[J].太阳能学报.2006
[8].秦仙蓉,顾明.紊流风场中桥梁气动导数识别的随机方法[J].土木工程学报.2005
[9].余世策,孙炳楠,楼文娟.紊流风场中开孔结构的孔口阻尼特性研究[J].振动工程学报.2004
[10].邢茂,郭烈锦.紊流风场中起跳沙粒的轨迹特征[J].中国沙漠.2003