过氯酸铵(AP)的爆燃模拟研究

AP爆燃过程的精确模拟对复合固体推进剂燃烧特性的模拟研究有重要意义,现有的各种模型和模拟方法都还不能在大压力范围内模拟AP的爆燃过程,本研究提出一种AP的一维爆燃模型并模拟计算了AP在10～1000大气压下的燃速、压力指数和燃面温度,计算值和实验值符合得很好(如图1所示);得出了AP在低压下爆燃和固相分解所需热量主要由凝聚相放热反应提供而在高压下则主要由气相反应通过热传导提供的结论。本模拟研究的主要思想如下:     

基于热路法的环网柜T型电缆接头导体温度检测研究

针对目前环网柜电缆温度监测方法的不足之处,基于改进的热路模型,提出了一种环网柜T型电缆接头温度在线监测方法.该方法仅需检测出T型绝缘护套和环境温度即可反演出内部导体温度,搭建了模拟环网柜内T型连接头真实运行状况的实验平台,进行了电缆温升实验,利用实测值与计算值对比,验证了热路模型的正确性.实验数据表明:稳态时计算结果的相对误差小于5.4%;暂态时计算结果的相对误差小于9.0%.利用热路模型可以实时监测电缆接头温度状况,保障了环网柜和电缆线路的安全运行.     

复合封装高量程加速度计参数动态辨识方法

为了实现对复合封装高量程加速度传感器的频域动态校准,在BP神经网络和粒子群优化算法相结合的基础上,采用惯性权重线性递减、学习因子非线性变化的方法,对加速度传感器的动态模型进行了系统辨识。数值仿真和实验结果表明,该算法辨识出了传感器的三阶模态谐振频率（其中最高一阶谐振频率达478.02kHz）,与实验数据FFT计算结果相比较,相对误差均小于5%,且在幅值误差5%和10%内的工作频带相对误差分别为8.59%和6.11%。通过系统辨识得到了较精确的传感器频域动态参数,有较强的准确性和可靠性。     

某型柴油机润滑油发射光谱数据挖掘研究*

油料原子发射光谱仪是目前国内外广泛应用的油液分析技术之一。为了深入挖掘某型柴油机润滑油中磨损元素的浓度与柴油机负荷、气缸间隙和运行时间之间的对应关系,应用神经网络建立了某型六缸柴油机主要磨损元素 Fe的浓度仿真模型和预测模型。柴油机设置了7种工况,测量了69个油样。仿真模型中,69个油样仿真值的相对误差均小于15％;预测模型中,19个油样预测值的绝对误差均小于光谱仪精确度值,且84％的油样预测值的相对误差小于15％。预测结果表明：神经网络算法能较好地预测Fe元素浓度。     

基于遗传算法与人工神经网络相结合的固体推进剂燃速计算

为了提高固体推进剂燃速预示精度,将遗传算法(Genetic Algorithm)与误差反传(Back Propagation)网络结构模型相结合,设计了用遗传算法优化神经网络权重的新方法。以固体推进剂燃速数据库为基础,对推进剂的燃速进行了预估,并与BP算法进行了比较。结果显示,预估值与实际值接近,误差小于BP算法模型,具有良好的预示效果,为推进剂燃速预估提供了新方法。     

一种新型FPGA器件延时计算方法

在深亚微米工艺条件下，被广泛使用的Elmore模型明显高估FPGA互连线延时;通过对RC电路冲激响应的研究，提出了采用前3阶矩确立主极点模型来计算FPGA连线延时的方法；该方法实现了计算精度和计算复杂性的折中，理论上证明该方法适用于任何结构RC电路，并且小于Elmore延时;实验表明，该方法对于远端节点估计的延时值和Spice仿真值相差不到1％；应用于商用FPGA，计算所得互连线延时的平均误差小于Elmore模型的三分之一。     

低液位非满管流量校准及其测量影响因素分析

管道粗糙度和流体黏度对流量测量有一定影响,为校准流量并分析其影响因素,运用FLUENT仿真软件对管道粗糙度、流体黏度进行模拟.建立粗糙度-平均流速、黏度-平均流速模型,搭建实验平台,验证模型建立的准确性,即外置U形连通管结合高精度激光测距仪精确测量管道内流体液位高度,管道上方通气管结合流速仪精确测量管道内流体平均流速,通过体积流量计算公式得到流量值.实验结果表明,在液位低于0.1D时,流量测量误差小于0.85％;通过粗糙度-平均流速、黏度-平均流速模型得到的平均流速值进行流量计算,计算结果误差小于3.03％.实验验证了该方法的可行性和模型的可靠性,为低液位非满管流量测量领域的技术创新提供了依据和实验基础.     

基于MODIS数据反演阜新地区土壤水分的研究

利用MODIS数据计算表观热惯量模型反演阜新地区春季的土壤含水状况分布。通过处理 2009、2010年4月的数据,拟合表观热惯量与土壤含水量的关系模型,得到阜新地区土壤含水状况分布图。通过与37个实测点土壤含水量数据对比验证表明,深度为0~10 cm时,相对误差均值为5.4%;深度为10~20 cm时,相对误差值为10.82%;深度为20~30 cm时,相对误差值为16.50%,相对误差都满足地区实际反演要求,并随土层深度增加相对误差均值增大。     

恒温检测方法在检测混合气体中的应用

根据催化燃烧气体传感器的敏感机理,讨论了催化燃烧气体传感器检测电桥在恒压源供电情况下的输出与补偿元件和敏感元件电阻变化之间的关系;应用补偿元件和敏感元件的电阻与其工作温度变化的关系及热平衡方程,推导出了催化燃烧气体传感器输出与被测气体浓度之间的关系,且得出催化燃烧气体传感器的输出是线性的;提出了采用n个催化燃烧气体传感器分别工作在不同温度下,根据每个传感器的输出计算出由n种气体组成的混合气体中的各组分浓度的方法。试验结果表明,应用该方法检测混合气体各组分浓度时,最大检测相对误差小于10%,且相对误差与浓度没有严格的依赖关系。     

基于支持向量机的TiO_2/C复合气凝胶光催化性能预报

TiO_2/C复合气凝胶光催化性能与材料的组成、孔结构参数密切相关,本文利用支持向量机的方法建立材料原始合成配方与TiO_2/C复合气凝胶光催化性能之间的定量预报模型。SVR建模和留一法交叉验证所得材料降解率计算值与实验值之间的相关系数平方(R~2)分别为0.929和0.884。利用该模型预报了2个新的实验样本,其降解率预报结果和实验结果非常接近,相对误差小于4%。     

两种时间序列模型在客流量预测上的比较

模糊时间序列模型和季节模型都是基于时间序列的模型,为了探讨在时间序列表现出一定的周期性时,哪种模型的预测效果会更好,分别利用模糊时间序列模型和季节模型对南京某商场的客流量进行预测,计算并比较两种方法下的相对误差值和RMSE（Root Mean Square Error）值,发现季节模型的相对误差值图形的平滑度要优于模糊时间序列模型,季节模型的RMSE值小于模糊时间序列模型,这表明考虑到数据特征的模型有更好的预测结果。     

涡流冷壁推力室传热模型分析计算

研究发动机燃烧室温度优化控制问题,由于燃烧室温度控制较难,为了预估新型涡流燃烧冷壁火箭发动机的壁面温度,根据发动机内部流动和传热分析,对组合化学平衡、辐射传热和热传导特性,提出了一维传热模型.采用模型对以氢氧为推进剂的涡流燃烧室进行了传热过程和影响因素的仿真分析,获得了稳定状态下的壁面温度,以及燃烧室压力、氧化剂喷注速度、燃烧室长度等参数对壁温的影响关系,仿真结果与实验一致.证明模型为涡流燃烧发动机设计提供了重要工具,对进一步的实验研究有指导意义.     

常压下丙醛-水-甘油体系汽液平衡测定与关联

采用单循环汽液平衡釜测定了常压条件下丙醛-水的二元以及丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据。运用MATLAB中求解非线性最小二乘法问题的函数Lsqnonli,结合丙醛-水的二元汽液平衡实验据,迭代出了Margules、Vanlaar、Wilson和UNIQAC四个方程的二元模型参数。通过计算值和实验值的比较,Wilson方程的相对误差均小于5%,故选择Wilson方程为本体系的适合模型。将测定的丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据与模型参数带入Wilson方程求得的三元汽液平衡数据相比较,相对误差均小于5%,由此验证了本文Wilson模型参数的可靠性。本文的测定结果和计算结果为丙醛-水-甘油体系的萃取精馏模拟选择了合适的模型,关联得到的Wilson模型参数,为萃取精馏过程的模拟计算打下基础,同时也为丙醛和水混合液的有效分离提供了一定基础数据。     

内置面热源密闭方腔内耦合传热数值仿真

为研究温度对固体推进剂点火燃烧性能的影响,需对实验用燃烧室进行温度控制。为进行优化控制,建立了内置面热源的密闭方腔耦合传热模型,利用FLUENT软件,对流动和耦合传热进行了三维数值仿真。计算采用离散坐标(DO)辐射模型,Boussinesq假设。计算结果表明,在自然对流的密闭方腔内,辐射换热比导热和自然对流换热更具主导地位。腔内中心上升的热流与边壁附近下降的冷流形成自然对流环流,环流的速度较高,而上述两部分中间夹层的流体速度较低。数值仿真反映了实验用燃烧室内温度及流场的分布,为实验数据的准确性提供了理论依据。     

基于无网格的软组织物理建模及模型验证*

为了建立精确可靠的软组织物理形变模型对肝脏的生物力学模型进行了研究。首先,将人体肝脏CT图像在Mimics软件中进行三维重建,通过阈值化操作提取出肝脏的三维模型;其次,采用无网格的物理形变算法在虚拟肝脏仿真系统中对三维模型进行形变模拟,且通过对真实的猪肝进行单轴压缩实验获取肝脏的材料参数及应力应变曲线;最后,对实验结果进行优化计算选取合适的材料参数,并将使用该参数进行仿真计算的数据与真实实验数据进行比较。对比结果表明：在相同的位移条件下,仿真计算力与真实实验测试力的平均相对误差小于0.1,这证实了无网格形变模型的正确性和有效性。     

基于RSSI混合滤波和最小二乘参数估计的测距算法

针对基于RSSI的无线传感器网络定位测距问题,在对数-常态分布模型下提出了一种混合滤波及最小二乘环境参数动态估计的测距算法。以锚节点作为参考节点,采用基于均值滤波、中值滤波和高斯滤波的混合滤波方法优化RSSI值,运用最小二乘法估计环境参数,再由盲节点与锚节点的RSSI混合滤波优化值计算二者之间的距离。仿真结果表明,混合滤波性能优于其它单一滤波方法,环境参数估计相对误差小于2.5%,空旷环境下100 m范围内测距相对误差小于10%,满足无线传感器网络定位测距要求。     

高能推进剂TNT当量的计算研究

由于硝胺炸药本身具有较高的机械感度和冲击波感度,因此现代高能推进剂的安全性受到关注,为了对其安全性进行评估,有必要研究计算NEPE高能推进剂的TNT当量.该文选取由实际爆炸输出来确定爆炸物TNT当量的方法来进行NEPE高能推进剂TNT当量的计算研究.通过10kgTNT炸药和NEPE高能推进剂空中爆炸实验,运用最小二乘原理,利用曲线拟合法,得到了与实验结果吻合较好的TNT炸药、NEPE高能推进剂空中爆炸的仿真压力表达式.求出了压力在0.006MPa～0.500 MPa时,NEPE高能推进剂的TNT当量与对比距离的关系.根据仿真结果,在0.006MPa～0.500 MPa压力范围内,NEPE高能推进剂的TNT当量为1.26.     

一种新的基团染色指数及其倒指数的应用研究

根据分子中基团的特性和连接性,提出了一种新的基团染色指数^mG及其倒指数．研究了多环芳烃气相色谱保留指数RI与基团染色指数之间的定量关系,通过逐步回归分析,以94种多环芳烃化合物的RI实验值为基础,建立了根据基团染色指数估算RI的定量模型,属于优级模型。该方法既考虑了分子中基团的特性,又考虑了其连接性。对94种多环芳烃气相色谱保留指数的计算结果表明,估算值与实验值的一致性令人满意,平均相对误差为1．81％。与其它拓扑指数相比,该指数结构选择性和相关性好。     

未标定相机的高精度位姿估计方法

针对未标定相机的位姿估计问题,提出了一种焦距和位姿同时迭代的高精度位姿估计算法。现有的未标定相机的位姿估计算法是焦距和相机位姿单独求解,焦距估计精度较差。提出的算法首先通过现有算法得到相机焦距和位姿的初始参数;然后在正交迭代的基础上推导了焦距和位姿最小化函数,将焦距和位姿同时作为初始值进行迭代计算;最后得到高精度的焦距和位姿参数。仿真实验表明提出的算法在点数为10,噪声标准差为2的情况下,角度相对误差小于1%,平移相对误差小于4%,焦距相对误差小于3%;真实实验表明提出的算法与棋盘标定方法的精度相当。与现有算法相比,能够对未标定相机进行高精度的焦距和位姿估计。     

曲率圆弧段代替切线段的数值计算方法

为了确保安全,核工业和其它一些工业要求某些参数的计算值只能取正的相对误差且不大于5×10-3,这是它们对数值计算的基本要求.例如,反应堆带功率运行时,功率增长总是随时间上升,功率曲线是向下凹的.传统的龙格-库塔法计算值总是小于真实值,并且随着时间的增加,计算值越来越小于真实值.按计算值分析,反应堆是安全的,但实际上反应堆是不安全的.这对反应堆的安全极为不利.为此,本文开拓了一个全新的数值计算方法.与龙格-库塔法相比,该方法计算工作量小,与预测一校正法相比,该方法没有启动问题.更值得指出的是计算值高于真实值,这样,反应堆计算结果总是偏于安全的.