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最近,工学院航空航天工程系黄迅">黄迅课题组在声学隐身斗篷研究方面取得新进展。
当前的声学隐身斗篷设计思想完全借用电磁隐身斗篷,没有考虑传播介质影响,虽然可以使得所包覆物体免于主动声纳探测,但探测声波仍然会在斗篷尾流中散射,从而达不到希望的声隐身效果(图1)。黄迅">黄迅课题组通过联系经典气动声比拟理论,在理论上将流动和隐身斗篷对声传播的影响分别表达成等价声源,从而将整个设计问题转化成噪声主动控制问题,进而采用优化方法微调当前隐身斗篷设计来补偿湍流中的声散射。整个工作结合了声学、流动和控制理论,通过高精度声学计算模拟验证了方法的有效性(图2),可能在水下兵器和飞行器声隐身方面得到应用。相关成果发表在Journal of Fluid Mechanics和Journal of the Acoustical Society of America。(论文链接: http://dx.doi.org/10.1017/jfm.2014.250,http://scitation.aip.org/content/asa/journal/jasa/135/5/10.1121/1.4869815)
上述工作的主要完成人是工学院硕士生钟思阳。博士生刘欣和英国南安普敦大学的Dr. Oksana Stalnov亦有一定贡献。该工作主要由国家自然科学基金优秀青年科学基金《气动声学》项目支撑。
图1 图2
此外,经过过去几届本科生同学的不断努力,2014年春,北京大学UAV研究平台的搭建初步完成,达成了计算机自主控制的无人机翻滚(图3)以及双机编队飞行(图4),为后续进一步研究新的控制理论和工程方法提供了演示环境。下面的动画展示了无人机拍摄的校园风光(图5)及自主翻滚下获得的视角(图6)。
先后参与本平台建设的同学有:李渝哲(11届本科生,现在香港科技大学电子系机器人方向读博),完全自主设计UAV硬件;赵荣奂(12届本科生,现在中航气动院气动测试方向读硕),调通所有软硬件;廖凯(11-12年外聘助研,现在成飞611所测控组工作),改用商用UAV平台并黑入操作系统;白龙(12届研究生,现在Bristol大学攻读无损检测)、于文君(12届本科生,留校读博)、翟唯均(14届本科生,法国巴黎矿业大学读博):研究了基于飞行噪声的外环控制演示;姜汉博(14届本科生,留校读硕):研究了基于视觉的外环飞行控制。
本工作先后得到了本科生科研训练“校长基金”和教学科研平台建设基金的支撑。
图3 图4
图5 图6