三维薄膜型FLNG储舱晃荡载荷的数值仿真

针对浮式液化天然气(Floating Liquefied Natural Gas,FLNG)船大型储舱内的液体晃荡问题,分别以薄膜型储舱的1∶20模型及原型为研究对象,采用CFD仿真方法分析百年一遇生存海况下液舱内晃荡载荷的基本规律和危险工况.结果表明:在真实海况下,现有FLNG储舱设计中的晃荡冲击载荷主要来源于船体纵向运动,可能出现的最大冲击载荷约为0.4 MPa,主要发生在纵舱壁与横向隔水舱的拐角位置,危险载液率为20%~30%及90%.     

VLCC液舱晃荡仿真模型

分别采用3D模型和2D模型对VLCC液舱进行晃荡仿真,通过对两个模型的流体流动情况和对应位置压力的比较,得出短期搜索及长期分析中采用2D模型方案进行VLCC液舱晃荡仿真分析是可行的结论. 讨论两种模型的计算效率,认为2D模型方案可以大大提高仿真效率,具有工程实用性.     

伺服控制信号补偿技术研究

飞机结构强度试验采用经典比例、积分、微分(PID)控制进行试验载荷控制.试验中,一般是低载情况下进行PID整定,PID整定后整个试验过程中保持不变,所以试验进入高载阶段时,结构试验外界条件可能发生较大改变,载荷控制精度变化较大.不可变PID难以适应高载阶段的试验状态,影响试验运行,而自适应PID的研究又难以适用于商业控制设备.为此,基于AMESim软件,建立了结构试验系统模型,基于载荷误差对伺服控制信号进行实时补偿,以适应时刻变化的试验状态,降低高载时载荷控制误差.最后通过悬臂框架结构试验验证本文方法.仿真和试验结果显示,本文方法有效,载荷控制误差得到有效控制.     

基于文丘里流量传感器的湿气两相流量模型研究

研究旨在通过计算流体动力学(CFD)仿真技术预测的湿气气、液两相流量.以双差压长喉颈文丘里流量传感器为测量手段.模拟压力范围0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 MPa,气相体积流量范围为140～283 m3/h,温度范围23 ～30℃,含液率范围0.5％～1.5％.文丘里流量传感器口径为DN100,节流比为0.55.多相流模型采用离散相模型(DPM),利用欧拉壁面(EWF)模型以模拟管壁上的薄液膜.分析得出压力、气相流速和液相体积含率(LVF)对液膜厚度的影响规律.根据仿真结果建立基于双差压比值法的气、液两相流量预测模型.将仿真值与实验值进行比较,气相流量模型预测的均方根误差为1.8％,且液相流量模型预测的均方根误差为6.1％.     

一种含模型偏差的GPS伪码跟踪误差估计器

在自适应卡尔曼滤波算法的基础上提出了一种带模型偏差的GPS伪码跟踪误差估计器.分析了偏差产生时信息均值的变化规律,以此构造统计量来检验模型偏差,并根据检验结果以最小二乘法估计其量值.同时,为增强伪码跟踪误差估计量的数值稳定性,将平方根算法与自适应卡尔曼滤波算法相结合,给出了偏差模式下的伪码跟踪误差估计算法.仿真结果表明该算法有效.     

基于ANSYS的速度时程求解方法

针对动力方程数值求解中采用由位移时程求导得到速度时程的方法会造成数值误差的问题,提出在动力方程的求解过程中引入速度变量,并对速度和位移这2个状态变量共同求解的方法,从理论层面证明该方法的可行性.基于ANSYS提出虚拟自由度法（Dummy Freedom Degree Method,DFDM）,并用APDL进行二次开发,达到在数值模拟中直接获取速度时程的目的.工程算例分析结果表明：2个实例表明该方法求解速度时程有效、实用;在直接获得结构速度时程的同时,可将加速度时程的求导阶数降为1阶.     

垂线偏差对空中对准航向误差的影响研究

针对性分析了垂线偏差变化对空中对准航向精度的影响.首先给出了常用空中对准降阶滤波模型,分析了垂线偏差变化影响空中对准航向误差的机理.然后通过实测离线数据测试验证了垂线偏差对空中对准航向误差的影响.最后通过误差协方差分析方法仿真了降阶滤波模型在真实世界中的滤波性能.离线测试及仿真结果表明:在给定条件下垂线偏差变化率对航向误差的影响相对其他未建模惯性测量组件误差是主要的,对航向对准误差影响较大,可达0.15°.在中高精度应用中为保证在不同空域内空中对准航向精度考虑采用高精度重力场模型对垂线偏差进行补偿是必要的.     

曲线曲面小波分解偏差估计

针对曲线曲面小波变换后低分辨模型和原始高分辨模型之间的偏差问题,提出离散偏差模型方法来估计偏差.通过定义偏差曲线,并在此基础上提出离散偏差曲线法来估计高分辨曲线和低分辨曲线之间的偏差:给定弓高误差限,用等误差方法离散偏差曲线,利用离散点估计偏差.同时,将该思想推广到曲面小波分解偏差估计上,定义了偏差曲面,并提出离散偏差曲面法来估计高分辨曲面和低分辨曲面之间的偏差.实验结果表明,文中算法既可以实现分解n次之后的低分辨模型的偏差估计,又可以通过减小离散误差提高估计精度.     

高速列车过隧道时的底板压力分析

基于空气动力学理论,建立列车通过隧道的模型,分析高速列车通过隧道时底板的压力.采用FLUENT进行数值模拟,得到列车底板各个监测面的压力时程曲线,提取底板的最大正压、最大负压和压力幅值,研究其变化规律.结果表明：底板压力沿横向变化较小;底板压力梯度和压力幅值较大区域均位于底板靠近一位端转向架位置;在相同速度下头车底板最前端的压力幅值最大;列车头车、中间车与尾车底板压力最大幅值近似与列车速度的平方成正比.     

低雷诺数湍流模型的网格特征

低雷诺数模型目前主要应用于二维简单流动的数值仿真中,为研究该湍流模型在三维复杂流动计算中的网格特征,选取不同系列的车身面网格尺寸、车身壁面第一层边界层与壁面法向高度以及边界层层数等3组网格参数,利用ANSYS对阶背式MIRA模型外流场进行数值仿真.数值仿真结果与风洞试验的结果对比表明：数值计算得到的车身表面平均y+值随面网格尺寸增加而呈现减小趋势;网格方案对气动力因数和车身表面压力因数分布影响显著,气动阻力因数仿真值与试验值误差的变化区间为0.83%~7.93%,气动升力因数误差变化区间为10%~104%;气动阻力因数和气动升力因数均随着边界层层数的增加而增大,边界层层数为5时可以得到兼顾气动力因数精度和车身表面压力因数精度的较优仿真结果.     

液体空气汽液平衡计算模型

汽液平衡计算是精馏塔模拟计算中重要的组成部分。以液体空气汽液平衡计算为研究对象,利用神经网络技术,建立了总压（P）和各组分液相组成（X1、X2、X3）为输入节点,3种不同参数作为输出节点。（1）平衡温度（T）、各组分汽相组成（Y1、Y2、Y3）;(2)平衡温度（T）、各组分平衡常数（K1、K2、K3);（3）平衡温度（T）、汽相氮组成（Y1）及氩、氧平衡常数（K2、3））的BP神经网络模型。通过计算比较,第三种参数作为输出节点的液体空气汽液平衡计算模型,不仅具有良好的学习能力,而且预测结果也比较满意。对进一步研究并应用于空分塔模拟计算具有一定的指导意义。     

Multiplane displays based on liquid crystals for AR applications

Multiplane displays are capable of displaying 3D scenes with correct focus cues by creating multilayer 2D images in the display volume. Hence, such a 3D display technique could effectively address the accommodation‐vergence conflict (AVC) problem, which is prevalent in augmented reality (AR) displays. In this paper, we review the recent progress on multiplane AR displays based on liquid crystals (LCs) for AR applications. The working principle of multiplane AR displays is illustrated, the electro‐optical properties of the tunable LC devices are investigated and display prototypes are demonstrated. Finally, we discuss the prospects and challenges of multiplane AR displays based on LCs.     

飞机除冰液加热与供液监控系统设计与实现

在飞机集中除冰模式下,除冰液的快速加热和大流量供液是飞机地面除冰系统工艺与设备的关键技术,为了提高飞机地面除冰的安全性和高效性,充分发挥除冰设备的效率,有必要对除冰液的加热和供液进行有效地监控和管理。介绍了除冰液加热与供液装置的工作原理,构建了基于上位机和PLC构成的分布式监控系统,对系统的硬件结构和网络组态形式进行了详细地描述。针对高粘度液体加热和大流量供液问题开发了除冰液管路压力控制算法和加热与供液软件模块,基于组态软件开发了上位机监控和管理单元。依据使用要求,在试验系统上分别对温度和压力参数进行实验,实验结果显示该系统能够满足使用要求,设计方案可行,为同类系统设计提供了参考。     

一种基于超声测距技术的超声液位仪设计

为了在工业生产中可以快速、精确地对密闭容器中的液体进行液位检测,设计了一种基于超声测距技术的超声液位仪,针对密闭条件下的液体液位进行精确检测。系统采用数字信号处理(DSP)控制电路,搭建了低噪声、大动态范围的检测电路,完成了适用密闭容器中液体液位的超声传感器选型。实验用超声探头频率为3.0MHz,密闭容器的壁厚为4mm,液位每变化10cm测量一次,用100cm范围内检测数据与标准液位变化值作对比。实验结果显示:同一液位上多次检测求平均值得到的检测数据与标准值的相对误差小于0.5%,所以,本系统满足在0.2~1m范围内,密闭容器中液位测量精度高于1mm的设计要求。     

Holographic display technology based on liquid crystal device

Holographic display technology can reconstruct the same images of the original objects exactly, which has played a more and more important role and become the goal of the three‐dimensional display. As liquid crystal devices can modulate the polarization state of light, they have been widely used in the holographic display to modulate the phase and amplitude of information. Among them, liquid crystal spatial light modulator and liquid crystal lens are two important devices in the holographic diffraction. In this paper, several liquid crystal devices have been introduced and the holographic display technologies based on these liquid crystal devices have been discussed. The merits and demerits of these technologies based on the liquid crystal devices have been analyzed, and the outlook of the holographic display is given in the end.     

A single‐cell‐gap transflective liquid‐crystal display using different pretilt angles in transmissive and reflective regions

Abstract— A single‐cel l‐gap transflective liquid‐crystal display with two types of liquid‐crystal alignment based on an in‐plane‐switching structure is proposed. The transmissive region is almost homeotropically aligned with the rubbed surfaces at parallel directions while the reflective region has a homeotropic liquid‐crystal alignment. For every driving voltage for a positive‐dielectric‐anisotropy nematic liquid crystal, the effective cell‐retardation value in the transmissive region becomes larger than that in the reflective region because of optical compensation film which is generated by low‐pretilt‐angle liquid crystal in the transmissive region. Under the optimization of the liquid‐crystal cell and alignment used in the transmissive and reflective areas, the transmissive and reflective parts have similar gamma curves. An identical response time in both the transmissive and reflective regions and a desirable viewing angle for personal portable displays can also be obtained.     

SIMATIC PCS7在混合液体分离系统中的应用

本文针对液体分离这一化工过程设计相应的分离方案：即按混合液体中各种原液体的沸点不同将其分离,利用SCL（西门子结构化编程语言）进行仿真建模而创建为一个FB功能块以供调用,然后利用CFC（SIMATICPCS7用于模拟控制的组态）和SFC（SIMATIC PCS 7用于逻辑控制的组态）设计一个仿真的SIMATIC PCS 7（西门子DCS）控制系统来实现混合液体分离,并实现在流程图中对整个流程进行监视。     

基于FLUENT的气液分离器内流场仿真研究

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用流体仿真软件FLUENT对两种气液分离装置内部流场进行仿真研究,得到分离器内部流场速度分布规律和相分布规律,发现合理改变排气通道的直径,可以提高分离效率。同时分析比较了流场模拟结果,发现排气通道直径改变处存在涡流。     

A broadband wide‐incident‐angle reflective polarization converter

Abstract— A high‐performance reflective polarization converter which could be used in a backlight recycling system for liquid‐crystal‐display (LCD) devices is proposed. The device consists of a twisted‐nematic (TN) liquid‐crystal film, a uniaxial A‐plate, and a reflector. The configuration parameters, such as thickness and orientation of the films, are optimized using a genetic algorithm. As a result, the design can convert light from TM to TE polarization (or TE to TM) at a maximum 99.7%, minimum 91.3%, and average 96.7% conversion efficiency for the entire visible spectrum and incident angle from 0 to 60°. Such a broadband reflective polarization converter is particularly useful for enhancing the light efficiency and reducing the power consumption of LCDs.