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超高分辨柔性流场感知系统
与高速飞行的飞机不同，微小型无人机体积小，重量轻，飞行速度低，更容易受到环境湍流的影响，需要高灵敏度的小型气流传感器提供全面的空气动力学信息。如何让微小型无人机像鸟类一样感知和操纵气流一直是航空和传感器领域的难题。
面向微小型无人机的飞行参数测量，北航研发团队研制出一种基于氧化钒的高灵敏度柔性流速传感器，实现了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，实验验证了攻角、侧滑角和空速的多参数感知能力，并完成了微小型无人机飞行速度以及机翼微振动的测量，为微小型无人机提供了低成本、高精度的大气参数传感方案。
该传感器基于量热式原理，由中心微加热器产生恒定温差，四周的热敏电阻阵列测量温度分布，根据热敏电阻阵列测得的温度差准确反映流速大小及方向。采用悬空型隔热结构以及高电阻温度系数材料氧化钒作为热敏电阻以增大传感器的测量灵敏度。在聚酰亚胺基底上通过MEMS工艺加工了总厚度90μm的超薄柔性流速传感器，实现了微小型无人机的曲面贴附功能。经风洞测试，流速传感器的理论分辨力达0.11 mm/s,流速测量重复精度约为测量值的0.5%，响应时间约为20ms。在10 m/s时，流速传感器的最大角度灵敏度为36.7 mV/deg，噪音水平为1.78 mV，根据2σ准则计算出其理论角度分辨力为0.1°。
研究团队已经完成流速传感器工程化样品的制备，并将两个流速传感器装载到一个微小型无人机平台上进行飞行参数感知应用。结果表明平均飞行速度的估计误差低于0.2 m/s。由于流速传感器的高灵敏度特性，它甚至捕捉到了机翼的微振动信息，并与外置IMU模块显示了相同的机翼振动频率。这项研究展示了一种柔性高灵敏度流速传感器，拓宽了流场感知在微小型无人机姿态检测、空速估计以及飞行安全监测方面的应用，为无人机的飞行参数测量提供了创新的设计思路与发展前景。
北京航空航天大学
2024-07-08
流场数字全息显示与测量仪
流场数字全息显示与测量仪利用数字全息干涉技术和相位倍增技术 等，釆用马赫曾德干涉光路使一束激光束照穿过待测量流场作为物光波 与另一束参考光束干涉形成全息图，用CCD数字记录全息图并通过计算机 数值重建获得物光波的相位变化以及待测量流场的折射率分布，进而达 到流场显示与测量的目的。该仪器具有非接触、实时、全场、直观等优 点。 该技术达到国际先进水平，获实用新型专利6项。
西北工业大学
2021-04-14
一种流场实时精确测量系统
本实用新型提供一种流场实时精确测量系统，包括示踪粒子发生器，用于产生示踪粒子并释放到待测流场；图像处理子系统，包括激光发射单元和图像采集单元，用于照亮示踪粒子并且采集示踪粒子图像；PIV 测量子系统，用于接收示踪粒子图像数据，测量全流畅速度矢量，并按照流场情况调整采集图像时间间隔和实现空间分辨率自适应测量；示踪粒子发生器设置在待测流场上游，图像处理子系统采集流场中示踪粒子图像，传递给 PIV 测量子系统。本实用新型提供的流场实时精确测量系统，对于流速高，尤其是高超音速流场、变化剧烈的流场进行实时测量
华中科技大学
2021-04-14
用于燃料电池的复合石墨流场板
成果与项目的背景及主要用途： 流场板（双极板）是质子交换膜燃料电池中的重要部件。目前，质子交换膜 燃料电池广泛采用的流场板（双极板）主要有机加工硬质石墨板、机加工金属板 和注塑碳-塑复合材料双极板三种类型。这三类流场板各有显著的优点，但是各 自的缺点也较突出。 为实现燃料电池商品化，需要更低成本和更适应批量化生产的流场板。为此， 我们开发了基于天然鳞片石墨材料和模压成型工艺的复合石墨流场板技术。经过 努力研究，现在形成的技术可以大幅度降低流场板的材料成本和加工成本，实现 高生产率，同时使导电率（>10S/cm）、氢气透过系数（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 热传导系数（>20W/m.K）以及抗压强度（>10MPa）等指标均满足双极板材料性 能的要求。 复合石墨流场板的主要用途是作为质子交换膜燃料电池的双极板。 技术原理与工艺流程简介： 92天津大学科技成果选编 技术原理： 复合石墨流场板主要由天然鳞片石墨和聚合物组成。天然鳞片石墨具有良好 的导电和导热性能，且化学稳定性好，耐腐蚀，从而保证复合流场板具有良好的 导电及导热性能。聚合物的添加可以提高复合流场板的强度，并且使复合板阻气 性能得到改善，以实现双极板分隔氧化剂和还原剂的功能和满足燃料电池堆对双 极板机械性能的要求。 工艺流程：配料→装料→升温→模压→降温→脱模→成品 技术水平及专利与获奖情况： 目前已开发和制备出工作面积为 100mm×100mm 的流场板。并可根据需要 加工具有不同尺寸和流场形式的流场板。 应用前景分析及效益预测： 随着能源的消耗持续增长，能源短缺问题日益凸现。燃料电池的发展必然受 到越来越广泛的重视。质子交换膜燃料电池是目前应用前景最广且发展最快的一 类燃料电池。随着质子交换膜燃料电池的发展和普遍应用，复合石墨流场板因价 格低和适应批量生产的优势显示出巨大的市场潜力和经济竞争力。 应用领域：质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池及其它电化学反应器。 合作方式及条件：面议
天津大学
2021-04-11
一种流场实时精确测量系统及方法
本发明提供一种流场实时精确测量系统及方法。系统，包括示 踪粒子发生器、图像处理子系统和 PIV 测量子系统，示踪粒子发生器设置在待测流场上游，图像处理子系统采集流场中示踪粒子图像，传 递给 PIV 测量子系统。方法，根据前一次测量，计算空间分辨率调整 信息和时间分辨率调整信息，调整查询窗口参数和图像采集速度，在 后一次测量时，根据调整后的图像采集速度采集流场粒子图像，对该 幅图像和上幅图像，采用调整后的查询窗口参数，通过粒子图像测速 方法获得当前全流场速度矢量。本发明提供的流场实时精确测量系统 及方
华中科技大学
2021-04-14
一种流场图像预处理方法及其系统
一种流场图像预处理方法及其系统，属于图像预处理方法及装 置，针对目前流场测量中预处理占据时间较长的问题，提高流场图像 预处理效率。本发明的流场图像预处理方法包括均值化步骤、图像拉·113·伸步骤、噪声判断步骤、去除固定噪声步骤、构造二值化均值图像步 骤和掩模操作步骤。本发明的流场图像预处理系统，包括输入以太网 口、以太网输入控制芯片、数字信号处理器、同步动态随机存储器、 动态存储芯片、带电可擦可编程只读存储器、输出以太网口及以太网 输出控制芯片。本发明体积和功耗均较小，能
华中科技大学
2021-04-14
柴油机排气管分支流场测试和三维流场计算分析项目
项目简介 “柴油机排气管分支流场测试和三维流场计算分析”项目由中国船舶重工集团公司 地七一一研究所委托开展。对柴油机排气管分支进行流场进行 PIV（Particle Image Velocimetry）测试，并通过结合数值模拟技术分析排气管分支内的流场结构以及进行优 化改进工作。项目主要解决难点为高速流场的实验台搭建、精确计算以及光学测量。 产品性能、指标 提供柴油机排气管分支在各个工况下
江苏大学
2021-04-14
SCR系统“流场-NOx”分布式在线监测及其智能控制技术
该项目在燃煤电站SCR脱硝过程中通过“流场-NOx浓度”分布式监测系统进行实时监测，通过数据获得“动态配氨”策略，有效节氨，并耦合“入口NOx浓度预测”MPC模块的主控制器，实现喷氨总阀超前动作、消除系统迟滞。
东南大学
2021-04-11
基于无网格方法的可压缩多介质流场数值模拟
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上，无网格方法进 一步抛弃了网格化的思维，在数值计算中只需要节点信息而无需将节 点连成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动 的无网格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理，釆用动态 无网格节点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动 状态定义方法，并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质，将多 介质问题转化为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附 近的动态点云分别釆用弹簧
南京工程学院
2021-01-12
低成本功能性多孔有机聚合物
成熟度：技术突破
多孔有机聚合物是一类新兴的功能性高分子材料，相比传统高分子交联树脂，其具有类似无机分子筛的微孔，具有更高的官能团密度，已被广泛用于储存、分离或催化等领域。然而当前许多性能优良的多孔有机聚合物成本过高，严重制约着其实际应用。我们合成的价格低廉且性能优秀的多孔有机聚合物，其性能与当前典型多孔有机聚合物相当，而价格为它们的几十分之一或几百分之一，目前在储存氨气、分离二氧化碳及分离水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成实验室测试，这些成果将为多孔有机聚合物的真正应用打开通道。
意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持
东北师范大学
2025-05-16