惯性平台温度场新型仿真模型的研究
发布时间：2021-06-27 13:52
惯性平台为测量载体速度和加速度提供了一个参考坐标系,使惯性元件不受载体运动的影响。由于惯性元件对温度极为敏感,平台内部的温度变化会造成惯性元件的性能波动,进而影响系统的导航精度。为使惯性平台中的惯性元件在环境温度变化的情况下始终保持其高精度的特性,在惯性平台结构设计时,结合计算流体力学对其进行温度场仿真分析,进而完成惯性平台的优化设计是十分必要的。纵观国内外温度场分析的研究现状主要涉及两个方面:计算精度与计算速度,但这两种计算就某种角度而言是相互独立的。目前很多分析软件的前处理技术都已相当成熟,但这些技术在提高精度的同时又延长了计算时间,因此,新型仿真模型要求在保证仿真精度的同时缩短计算时间。众所周知,边界条件的准确性直接影响了仿真的精度,计算域作为边界条件的一种,由它引起的仿真精度却鲜少被研究。仿真实验的数据表明,在不同的外部计算域条件下,同一温度点处呈现了不同的结果,且仿真结果的精度与计算域的大小不是单纯的线性关系,因此找到与实际相符的计算域是减小模型误差的关键。本文以某型惯导平台整体热环境为研究背景,结合FloEFD有限元仿真软件,采用Internal分析方法对平台进行温度场仿真...
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某型惯导系统结构模型
在系统模型的简化过程中，应保证基本的几何外形不变，简化后的图形要表观出原始形状：首先应着重考虑提供热功率的电子设备，对于系统级仿真分析而言，不考虑电源模块、电路板的模型附件，因为在后续的讨论中主要考察的是惯性元件周围的温度能否维持其正常工作，这些电子设备结构模型对温度影响不大，直接将其热功率附加到框架模型的相应位置即可，同时忽略内部小功率器件及缆线造成的热对流以及在工作过程中的耗散热，因为这些器件虽然放出热量，但其对整个温度场的整体热影响很小；其次对惯性元件进行模型简化，惯性敏感器件内部结构复杂，在系统级温度场仿真中不可能对其建立详细的温度场分析模型，这样将导致网格数量很大，对于系统级的仿真分析，直接忽略其结构模型；最后忽略惯导内部对传热影响较小的零件，如总装配体中起联结作用的螺钉、垫片、接插件等，这些零件体积很小，对传热的影响小，但数量多，造型复杂，简化圆角、螺纹孔、凸台等细小结构零件特征。简化后的模型结构如图 3-2，总体尺寸为 φ 578m m × 748mm，落地安装。
气流进出方向垂直的场合。度场分析的主要目的是为中框组件提供稳定的工作环境温度，控制温度场分析中的执行元件为 8 只可调速的轴流风机 414H，和 12 片加热片。轴流风机的特点是风量大、风压低，适用于系统压力损失 的参数优化模块可以对风机的选型提供参考，风机的流速与系统的关，风道的阻力损失主要来源于沿程压力损失和局部阻力损失；风风道的阻力，并在出口处形成一定的初始速度，风速与各截面积的阻力损失所需要的风量。描述风量与风压关系的曲线即为风道的特道的特性曲线首先要确定风机的流速。流速既要满足系统的散热能力，又要规避过大风速产生的噪声影响为系统目标优化的参数变量，最终计算出系统所需的入口流速，从依据工作点的位置确定风机的特性曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]论混合式惯性导航系统[J]. 冯培德. 中国惯性技术学报. 2016(03)
[2]广义径向基函数神经网络在热误差建模中的应用[J]. 吕程,刘子云,刘子建,余治民. 光学精密工程. 2015(06)
[3]基于Flow Simulation的高频电源散热器优化分析[J]. 汪志强,胡杰红,李开旭. 机械工程师. 2014(06)
[4]惯性技术发展及应用需求分析[J]. 宋海凌,马溢清. 现代防御技术. 2012(02)
[5]Flow structures of gaseous jets injected into water for underwater propulsion[J]. Wei Shyy. Acta Mechanica Sinica. 2011(04)
[6]空间稳定惯性导航系统中陀螺仪漂移模型系数的辨识[J]. 李中,庄良杰,杨功流. 天津大学学报. 2006(S1)
[7]惯性平台热分析与热变形试验研究[J]. 吴亚明,陈仲恒,王佳民. 机械与电子. 2006(12)
[8]新型惯导平台无模型温控系统的研制与试验[J]. 郭素云,胡广艳,田自耘,李东林. 哈尔滨工业大学学报. 1998(02)
[9]智能结构设计与控制中的若干核心技术问题[J]. 董聪,夏人伟. 力学进展. 1996(02)
[10]惯性平台温控系统精度研究[J]. 刘玉光. 中国惯性技术学报. 1996(01)
硕士论文
[1]超导重力仪器低温平台温度控制研究[D]. 刘红敏.华中科技大学 2016
[2]大型无人机整体热环境三维动态仿真分析[D]. 孙宇.哈尔滨工业大学 2015
[3]光纤陀螺温度场有限元分析[D]. 杨宏源.国防科学技术大学 2010
[4]捷联惯导和组合导航的仿真研究[D]. 李晓峰.西安电子科技大学 2010
[5]复杂边界条件下多体结构的瞬态热分析[D]. 王英豪.哈尔滨工业大学 2008
[6]高温气态燃料流量调节阀的多场耦合热力学特性研究[D]. 李永红.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3252972
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某型惯导系统结构模型
在系统模型的简化过程中，应保证基本的几何外形不变，简化后的图形要表观出原始形状：首先应着重考虑提供热功率的电子设备，对于系统级仿真分析而言，不考虑电源模块、电路板的模型附件，因为在后续的讨论中主要考察的是惯性元件周围的温度能否维持其正常工作，这些电子设备结构模型对温度影响不大，直接将其热功率附加到框架模型的相应位置即可，同时忽略内部小功率器件及缆线造成的热对流以及在工作过程中的耗散热，因为这些器件虽然放出热量，但其对整个温度场的整体热影响很小；其次对惯性元件进行模型简化，惯性敏感器件内部结构复杂，在系统级温度场仿真中不可能对其建立详细的温度场分析模型，这样将导致网格数量很大，对于系统级的仿真分析，直接忽略其结构模型；最后忽略惯导内部对传热影响较小的零件，如总装配体中起联结作用的螺钉、垫片、接插件等，这些零件体积很小，对传热的影响小，但数量多，造型复杂，简化圆角、螺纹孔、凸台等细小结构零件特征。简化后的模型结构如图 3-2，总体尺寸为 φ 578m m × 748mm，落地安装。
气流进出方向垂直的场合。度场分析的主要目的是为中框组件提供稳定的工作环境温度，控制温度场分析中的执行元件为 8 只可调速的轴流风机 414H，和 12 片加热片。轴流风机的特点是风量大、风压低，适用于系统压力损失 的参数优化模块可以对风机的选型提供参考，风机的流速与系统的关，风道的阻力损失主要来源于沿程压力损失和局部阻力损失；风风道的阻力，并在出口处形成一定的初始速度，风速与各截面积的阻力损失所需要的风量。描述风量与风压关系的曲线即为风道的特道的特性曲线首先要确定风机的流速。流速既要满足系统的散热能力，又要规避过大风速产生的噪声影响为系统目标优化的参数变量，最终计算出系统所需的入口流速，从依据工作点的位置确定风机的特性曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]论混合式惯性导航系统[J]. 冯培德. 中国惯性技术学报. 2016(03)
[2]广义径向基函数神经网络在热误差建模中的应用[J]. 吕程,刘子云,刘子建,余治民. 光学精密工程. 2015(06)
[3]基于Flow Simulation的高频电源散热器优化分析[J]. 汪志强,胡杰红,李开旭. 机械工程师. 2014(06)
[4]惯性技术发展及应用需求分析[J]. 宋海凌,马溢清. 现代防御技术. 2012(02)
[5]Flow structures of gaseous jets injected into water for underwater propulsion[J]. Wei Shyy. Acta Mechanica Sinica. 2011(04)
[6]空间稳定惯性导航系统中陀螺仪漂移模型系数的辨识[J]. 李中,庄良杰,杨功流. 天津大学学报. 2006(S1)
[7]惯性平台热分析与热变形试验研究[J]. 吴亚明,陈仲恒,王佳民. 机械与电子. 2006(12)
[8]新型惯导平台无模型温控系统的研制与试验[J]. 郭素云,胡广艳,田自耘,李东林. 哈尔滨工业大学学报. 1998(02)
[9]智能结构设计与控制中的若干核心技术问题[J]. 董聪,夏人伟. 力学进展. 1996(02)
[10]惯性平台温控系统精度研究[J]. 刘玉光. 中国惯性技术学报. 1996(01)
硕士论文
[1]超导重力仪器低温平台温度控制研究[D]. 刘红敏.华中科技大学 2016
[2]大型无人机整体热环境三维动态仿真分析[D]. 孙宇.哈尔滨工业大学 2015
[3]光纤陀螺温度场有限元分析[D]. 杨宏源.国防科学技术大学 2010
[4]捷联惯导和组合导航的仿真研究[D]. 李晓峰.西安电子科技大学 2010
[5]复杂边界条件下多体结构的瞬态热分析[D]. 王英豪.哈尔滨工业大学 2008
[6]高温气态燃料流量调节阀的多场耦合热力学特性研究[D]. 李永红.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3252972
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