慣性平臺(tái)溫度場新型仿真模型的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-27 13:52
慣性平臺(tái)為測量載體速度和加速度提供了一個(gè)參考坐標(biāo)系,使慣性元件不受載體運(yùn)動(dòng)的影響。由于慣性元件對溫度極為敏感,平臺(tái)內(nèi)部的溫度變化會(huì)造成慣性元件的性能波動(dòng),進(jìn)而影響系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。為使慣性平臺(tái)中的慣性元件在環(huán)境溫度變化的情況下始終保持其高精度的特性,在慣性平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)對其進(jìn)行溫度場仿真分析,進(jìn)而完成慣性平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分必要的?v觀國內(nèi)外溫度場分析的研究現(xiàn)狀主要涉及兩個(gè)方面:計(jì)算精度與計(jì)算速度,但這兩種計(jì)算就某種角度而言是相互獨(dú)立的。目前很多分析軟件的前處理技術(shù)都已相當(dāng)成熟,但這些技術(shù)在提高精度的同時(shí)又延長了計(jì)算時(shí)間,因此,新型仿真模型要求在保證仿真精度的同時(shí)縮短計(jì)算時(shí)間。眾所周知,邊界條件的準(zhǔn)確性直接影響了仿真的精度,計(jì)算域作為邊界條件的一種,由它引起的仿真精度卻鮮少被研究。仿真實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明,在不同的外部計(jì)算域條件下,同一溫度點(diǎn)處呈現(xiàn)了不同的結(jié)果,且仿真結(jié)果的精度與計(jì)算域的大小不是單純的線性關(guān)系,因此找到與實(shí)際相符的計(jì)算域是減小模型誤差的關(guān)鍵。本文以某型慣導(dǎo)平臺(tái)整體熱環(huán)境為研究背景,結(jié)合FloEFD有限元仿真軟件,采用Internal分析方法對平臺(tái)進(jìn)行溫度場仿真...
【文章來源】:中國艦船研究院北京市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
某型慣導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型
在系統(tǒng)模型的簡化過程中,應(yīng)保證基本的幾何外形不變,簡化后的圖形要表觀出原始形狀:首先應(yīng)著重考慮提供熱功率的電子設(shè)備,對于系統(tǒng)級仿真分析而言,不考慮電源模塊、電路板的模型附件,因?yàn)樵诤罄m(xù)的討論中主要考察的是慣性元件周圍的溫度能否維持其正常工作,這些電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模型對溫度影響不大,直接將其熱功率附加到框架模型的相應(yīng)位置即可,同時(shí)忽略內(nèi)部小功率器件及纜線造成的熱對流以及在工作過程中的耗散熱,因?yàn)檫@些器件雖然放出熱量,但其對整個(gè)溫度場的整體熱影響很;其次對慣性元件進(jìn)行模型簡化,慣性敏感器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在系統(tǒng)級溫度場仿真中不可能對其建立詳細(xì)的溫度場分析模型,這樣將導(dǎo)致網(wǎng)格數(shù)量很大,對于系統(tǒng)級的仿真分析,直接忽略其結(jié)構(gòu)模型;最后忽略慣導(dǎo)內(nèi)部對傳熱影響較小的零件,如總裝配體中起聯(lián)結(jié)作用的螺釘、墊片、接插件等,這些零件體積很小,對傳熱的影響小,但數(shù)量多,造型復(fù)雜,簡化圓角、螺紋孔、凸臺(tái)等細(xì)小結(jié)構(gòu)零件特征。簡化后的模型結(jié)構(gòu)如圖 3-2,總體尺寸為 φ 578m m × 748mm,落地安裝。
氣流進(jìn)出方向垂直的場合。度場分析的主要目的是為中框組件提供穩(wěn)定的工作環(huán)境溫度,控制溫度場分析中的執(zhí)行元件為 8 只可調(diào)速的軸流風(fēng)機(jī) 414H,和 12 片加熱片。軸流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是風(fēng)量大、風(fēng)壓低,適用于系統(tǒng)壓力損失 的參數(shù)優(yōu)化模塊可以對風(fēng)機(jī)的選型提供參考,風(fēng)機(jī)的流速與系統(tǒng)的關(guān),風(fēng)道的阻力損失主要來源于沿程壓力損失和局部阻力損失;風(fēng)風(fēng)道的阻力,并在出口處形成一定的初始速度,風(fēng)速與各截面積的阻力損失所需要的風(fēng)量。描述風(fēng)量與風(fēng)壓關(guān)系的曲線即為風(fēng)道的特道的特性曲線首先要確定風(fēng)機(jī)的流速。流速既要滿足系統(tǒng)的散熱能力,又要規(guī)避過大風(fēng)速產(chǎn)生的噪聲影響為系統(tǒng)目標(biāo)優(yōu)化的參數(shù)變量,最終計(jì)算出系統(tǒng)所需的入口流速,從依據(jù)工作點(diǎn)的位置確定風(fēng)機(jī)的特性曲線。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論混合式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 馮培德. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(03)
[2]廣義徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在熱誤差建模中的應(yīng)用[J]. 呂程,劉子云,劉子建,余治民. 光學(xué)精密工程. 2015(06)
[3]基于Flow Simulation的高頻電源散熱器優(yōu)化分析[J]. 汪志強(qiáng),胡杰紅,李開旭. 機(jī)械工程師. 2014(06)
[4]慣性技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用需求分析[J]. 宋海凌,馬溢清. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(02)
[5]Flow structures of gaseous jets injected into water for underwater propulsion[J]. Wei Shyy. Acta Mechanica Sinica. 2011(04)
[6]空間穩(wěn)定慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中陀螺儀漂移模型系數(shù)的辨識[J]. 李中,莊良杰,楊功流. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(S1)
[7]慣性平臺(tái)熱分析與熱變形試驗(yàn)研究[J]. 吳亞明,陳仲恒,王佳民. 機(jī)械與電子. 2006(12)
[8]新型慣導(dǎo)平臺(tái)無模型溫控系統(tǒng)的研制與試驗(yàn)[J]. 郭素云,胡廣艷,田自耘,李東林. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(02)
[9]智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制中的若干核心技術(shù)問題[J]. 董聰,夏人偉. 力學(xué)進(jìn)展. 1996(02)
[10]慣性平臺(tái)溫控系統(tǒng)精度研究[J]. 劉玉光. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 1996(01)
碩士論文
[1]超導(dǎo)重力儀器低溫平臺(tái)溫度控制研究[D]. 劉紅敏.華中科技大學(xué) 2016
[2]大型無人機(jī)整體熱環(huán)境三維動(dòng)態(tài)仿真分析[D]. 孫宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]光纖陀螺溫度場有限元分析[D]. 楊宏源.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]捷聯(lián)慣導(dǎo)和組合導(dǎo)航的仿真研究[D]. 李曉峰.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]復(fù)雜邊界條件下多體結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)熱分析[D]. 王英豪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]高溫氣態(tài)燃料流量調(diào)節(jié)閥的多場耦合熱力學(xué)特性研究[D]. 李永紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3252972
【文章來源】:中國艦船研究院北京市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
某型慣導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型
在系統(tǒng)模型的簡化過程中,應(yīng)保證基本的幾何外形不變,簡化后的圖形要表觀出原始形狀:首先應(yīng)著重考慮提供熱功率的電子設(shè)備,對于系統(tǒng)級仿真分析而言,不考慮電源模塊、電路板的模型附件,因?yàn)樵诤罄m(xù)的討論中主要考察的是慣性元件周圍的溫度能否維持其正常工作,這些電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模型對溫度影響不大,直接將其熱功率附加到框架模型的相應(yīng)位置即可,同時(shí)忽略內(nèi)部小功率器件及纜線造成的熱對流以及在工作過程中的耗散熱,因?yàn)檫@些器件雖然放出熱量,但其對整個(gè)溫度場的整體熱影響很;其次對慣性元件進(jìn)行模型簡化,慣性敏感器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在系統(tǒng)級溫度場仿真中不可能對其建立詳細(xì)的溫度場分析模型,這樣將導(dǎo)致網(wǎng)格數(shù)量很大,對于系統(tǒng)級的仿真分析,直接忽略其結(jié)構(gòu)模型;最后忽略慣導(dǎo)內(nèi)部對傳熱影響較小的零件,如總裝配體中起聯(lián)結(jié)作用的螺釘、墊片、接插件等,這些零件體積很小,對傳熱的影響小,但數(shù)量多,造型復(fù)雜,簡化圓角、螺紋孔、凸臺(tái)等細(xì)小結(jié)構(gòu)零件特征。簡化后的模型結(jié)構(gòu)如圖 3-2,總體尺寸為 φ 578m m × 748mm,落地安裝。
氣流進(jìn)出方向垂直的場合。度場分析的主要目的是為中框組件提供穩(wěn)定的工作環(huán)境溫度,控制溫度場分析中的執(zhí)行元件為 8 只可調(diào)速的軸流風(fēng)機(jī) 414H,和 12 片加熱片。軸流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是風(fēng)量大、風(fēng)壓低,適用于系統(tǒng)壓力損失 的參數(shù)優(yōu)化模塊可以對風(fēng)機(jī)的選型提供參考,風(fēng)機(jī)的流速與系統(tǒng)的關(guān),風(fēng)道的阻力損失主要來源于沿程壓力損失和局部阻力損失;風(fēng)風(fēng)道的阻力,并在出口處形成一定的初始速度,風(fēng)速與各截面積的阻力損失所需要的風(fēng)量。描述風(fēng)量與風(fēng)壓關(guān)系的曲線即為風(fēng)道的特道的特性曲線首先要確定風(fēng)機(jī)的流速。流速既要滿足系統(tǒng)的散熱能力,又要規(guī)避過大風(fēng)速產(chǎn)生的噪聲影響為系統(tǒng)目標(biāo)優(yōu)化的參數(shù)變量,最終計(jì)算出系統(tǒng)所需的入口流速,從依據(jù)工作點(diǎn)的位置確定風(fēng)機(jī)的特性曲線。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論混合式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 馮培德. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(03)
[2]廣義徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在熱誤差建模中的應(yīng)用[J]. 呂程,劉子云,劉子建,余治民. 光學(xué)精密工程. 2015(06)
[3]基于Flow Simulation的高頻電源散熱器優(yōu)化分析[J]. 汪志強(qiáng),胡杰紅,李開旭. 機(jī)械工程師. 2014(06)
[4]慣性技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用需求分析[J]. 宋海凌,馬溢清. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(02)
[5]Flow structures of gaseous jets injected into water for underwater propulsion[J]. Wei Shyy. Acta Mechanica Sinica. 2011(04)
[6]空間穩(wěn)定慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中陀螺儀漂移模型系數(shù)的辨識[J]. 李中,莊良杰,楊功流. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(S1)
[7]慣性平臺(tái)熱分析與熱變形試驗(yàn)研究[J]. 吳亞明,陳仲恒,王佳民. 機(jī)械與電子. 2006(12)
[8]新型慣導(dǎo)平臺(tái)無模型溫控系統(tǒng)的研制與試驗(yàn)[J]. 郭素云,胡廣艷,田自耘,李東林. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(02)
[9]智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制中的若干核心技術(shù)問題[J]. 董聰,夏人偉. 力學(xué)進(jìn)展. 1996(02)
[10]慣性平臺(tái)溫控系統(tǒng)精度研究[J]. 劉玉光. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 1996(01)
碩士論文
[1]超導(dǎo)重力儀器低溫平臺(tái)溫度控制研究[D]. 劉紅敏.華中科技大學(xué) 2016
[2]大型無人機(jī)整體熱環(huán)境三維動(dòng)態(tài)仿真分析[D]. 孫宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]光纖陀螺溫度場有限元分析[D]. 楊宏源.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]捷聯(lián)慣導(dǎo)和組合導(dǎo)航的仿真研究[D]. 李曉峰.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]復(fù)雜邊界條件下多體結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)熱分析[D]. 王英豪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]高溫氣態(tài)燃料流量調(diào)節(jié)閥的多場耦合熱力學(xué)特性研究[D]. 李永紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3252972
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