复合制冷系统辐射制冷器

研制了一种适用于复合制冷系统的两级辐射制冷器.该辐冷器在194 K的工作温度可以产生8.5 W的冷量,制冷性能完全满足复合制冷系统的需要.详细介绍了辐冷器结构选型、热设计、结构优化设计以及热性能试验等研究工作.在热设计计算中,蒙特卡罗方法被用于计算该平面型辐冷器的辐射耦合因子,与解析法相比,相对误差小于0.4%.在结构优化设计中,非比例热容的结合数值计算的优化方法被用于该辐冷器的结构尺寸优化,通过优化,辐冷器在维持制冷性能几乎不变的前提下,结构尺寸明显减小,验证了该优化设计方法的有效性和正确性.     

W型辐射制冷器试验及其应用

简要介绍了W型辐冷器及组成,对辐冷器与红外相机的耦合关系进行了较详细地描述.重点介绍了W型辐冷器完成的各种例行试验及其获得的试验数据和结果,最后对遥测到的飞行数据进行了初步分析,证明了飞行数据与模拟试验数据是基本吻合的.     

复合制冷系统辐射制冷器的设计与理论分析

提出了两种可适用于复合制冷系统的辐冷器方案，详细介绍了其具体结构特点。建立了两种方案辐冷器的热物理模型，并进行了热设计计算。通过对计算结果的深入研究，分析了两种方案辐冷器的工作特性，并最终确定了最佳辐冷器结构。     

辐冷器在复合制冷系统的优化设计

针对某一选定的复合制冷系统辐冷器结构方案,通过对辐冷器制冷降温机理的进一步深入分析,采用非比例热原理和数值计算相结合的方法对其结构尺寸进行优化设计.通过优化,该辐冷器在满足复合制冷系统制冷要求的前提下,外形结构尺寸大幅度减小,实现了优化设计的目的.     

辐射致冷器红外通道在轨性能的研究

通过对风云一号气象卫星辐射致冷器红外通道遥测数据的分析，红外通道信号衰减符合指数规律．衰减系数与辐冷器内部材料放气率有关，并随时间衰减．分析了辐冷器内部材料放气特性及与红外通道信号衰减之间的关系，理论分析与卫星遥测数据基本吻合．     

蒙特卡洛法计算G型辐冷器抛物面屏耦合因子的研究

抛物面屏是G型辐冷器的主要制冷部件之一，蒙持卡洛法计算其与各辐射表面之间耦合因子的关键是正确模拟计算随机辐射能束的发射位置与发射方向。对于抛物面屏这种立体曲面截面，提出新的算法正确模拟计算随机辐射能束的发射位置与发射方向。通过扩展抛物面屏曲面，删除抛物面屏外的辐射能束，筛选初次模拟辐射能束，解决了发射位置的模拟计算。通过切平面坐标与原辐冷器坐标变换，将切平面辐射能束的发射方向变换坐标系，解决了发射方向的模拟计算。以上述算法为基础，蒙特卡洛法淮确计算了G型辐冷器抛物面屏对各表面的耦合因子，并对计算结果进行了误差分析。     

空间辐射制冷器的热模拟试验方法

介绍了空间辐射制冷器的热模拟试验方法，其中包括试验设备、试验程序、环境模拟、数据采集、污染控制等并对热模拟试验方法进行了误差估算     

空间辐冷器耦合因子计算软件的开发

介绍了空间辐冷器耦合因子计算软件的开发原理、相应流程及运行结果，对于具有复杂表面的辐冷器，蒙特卡洛法是进行耦合因子计算的有效方法。基于上述原理所开发的计算软件，具有收敛快、精度高的优点，达到了实用要求。     

空间环境模拟设备用G—M制冷机的研制

介绍了一台以磁性蓄冷材料Ｅｒ３Ｎｉ为第二级蓄冷器填料的大制冷功率两级Ｇ－Ｍ制冷机。该制冷机可作为空间环境模拟设备冷背景冷源，满足了辐射制冷器空间环境热模拟试验的要求。通过优化制冷机结构参数，使制冷机在转速为４０ｒ／ｍｉｎ时，二级最低制冷温度达５．５Ｋ、２０Ｋ时取得１５．４Ｗ的有效制冷量。证明了应用磁性蓄冷材料改善Ｇ－Ｍ制冷机性能的有效性。     

同轴型脉冲管制冷机中蓄冷器与脉冲管热耦合对性能影响的研究

同轴型脉冲管制冷机的特点是蓄冷器和脉冲管共用一个不锈钢壁面形成同轴结构,这样使其在结构上最为紧凑,但同轴结构会不可避免地形成蓄冷器和脉冲管内部气体之间的热耦合。借助一台U型脉冲管制冷机对脉冲管制冷机中蓄冷器和脉冲管热耦合的形成及其影响进行了初步的实验研究和分析。通过实验研究得到了蓄冷器和脉冲管壁面轴向温度变化曲线。在此基础上进行了热耦合的实验研究,以此来考察热耦合对整机性能的影响。初步的整机性能实验结果显示这种热耦合对改善制冷机性能是有益的。     

热真空低温环境实验台研制

为满足低温实验的环境要求,建设了液氮温度级别(80 K)的热真空冷阱低温环境实验台,可进行低温实验中压力与压差、温度与温差、流量与热负荷的测量.该实验台采用附加液氮冷阱的真空多层绝热结构,冷阱温度最低可达80 K,无负载时冷箱真空度可达0.000 03 Pa;在采用外循环工质时,测试压力范围为0-1 MPa、压差范围为...     

Simultaneous Measurement of Thermal Conductivity and Specific Heat in a Single TDTR Experiment

Time-domain thermoreflectance (TDTR) technique is a powerful thermal property measurement method, especially for nano-structures and material interfaces. Thermal properties can be obtained by fitting TDTR experimental data with a proper thermal transport model. In a single TDTR experiment, thermal properties with different sensitivity trends can be extracted simultaneously. However, thermal conductivity and volumetric heat capacity usually have similar trends in sensitivity for most materials; it is difficult to measure them simultaneously. In this work, we present a two-step data fitting method to measure the thermal conductivity and volumetric heat capacity simultaneously from a set of TDTR experimental data at single modulation frequency. This method takes full advantage of the information carried by both amplitude and phase signals; it is a more convenient and effective solution compared with the frequency-domain thermoreflectance method. The relative error is lower than 5 % for most cases. A silicon wafer sample was measured by TDTR method to verify the two-step fitting method.     

CTP制版机丝杠传动系统的热误差建模

目的为了有效地减少因CTP制版机丝杠传动系统热膨胀所产生的制版质量问题。方法通过对CTP丝杠传动系统进行热误差实验,分析其膨胀量与丝杠温度、丝杠位置的关系,并建立补偿数学模型。结果经检验,所得模型的计算值与实际测量值偏差保持在[0.0320 mm, 0.0406 mm]区间内,基于这一结果,操作人员可以利用CTP驱动软件,应用模型的计算结果对CTP制版机进行热误差优化预设置,补偿扫描头的热误差,进而提高CTP制版质量。结论通过对CTP制版机进行热误差补偿,可以有效地减少因丝杠热膨胀导致的扫描激光头扫描位置发生变化,版材内容发生偏移、变形、套印不准等问题的发生,提高了印刷质量。     

一种进口石墨箔低温热导率的测量

介绍了一套真空环境的热导率测试实验装置,测量了一种进口热解石墨箔在液氮温区到室温范围内的热导率。通过功率修正的方法得到了石墨薄膜热导率与温度的关系,平均误差在5%以内,为工程应用提供了数据支持。     

Radio characteristics evaluation tests of an experimental 3G WCDMA system in Taiwan suburban environments

Abstract

An experimental study on the radio characteristics of a 3G WCDMA system in a Taiwan suburban environment was conducted. This paper presents the results of handover behaviors. The examinations and performance evaluation are based on the measured E_b /I ₀, mobile system transmitting power, bit‐error‐rate and frame‐error‐rate statistic distributions with respect to the time variations, which corresponds to different measurement locations, under individual and independent but appropriate design of experiment procedures. The corresponding radio characteristics are analyzed and evaluated according to the measured data.     

基于CSO-SVM的数控机床主轴热误差建模

针对数控机床多热源所致的温升与主轴热误差之间复杂的非线性关系问题,提出一种鸡群优化（chicken swarm optimization, CSO）算法与支持向量机（support vector machines, SVM）相结合的主轴热误差预测模型（以下简称热误差模型）。以某精密数控机床的主轴单元为研究对象,采用五点法对其在空转状态下的轴向热变形进行测量,并借助热电偶传感器对机床的4个关键温度测点的温度进行采集。以SVM为理论基础,随机选取75%的数据样本进行训练,进而构建主轴热误差模型。其中,利用CSO算法优化SVM模型的惩罚参数c和核参数g,以提升热误差模型的预测能力及鲁棒性。以余下的25%的样本作为测试数据集,对所得热误差模型进行验证。利用CSO-SVM模型对不同工况下主轴的热误差进行预测,并将预测结果与测量结果进行对比。结果表明：当主轴转速为3 000 r/min时,CSO-SVM模型的平均预测精度高达97.32%,相较于多元线性回归模型和基于粒子群优化的SVM模型分别提升了6.53%和4.68%;当主轴转速为2 000, 4 000 r/min时,CSO-SVM模型的平均预测精度分别为92.53%、91.82%,表明该模型具有较高的预测能力和良好的鲁棒性。CSO-SVM模型具有较强的实用性和工程应用价值。     

基于激光扫描法辨识热环境下纤维/树脂基复合材料损耗因子

提出了激光扫描法辨识热环境下纤维/树脂基复合材料损耗因子。首先，以该类型复合材料薄板试件为例，基于复模量法对其在热环境下的振动响应进行了理论求解；然后，建立了复合材料薄板的激光扫描框架模型，并在分别通过激光扫描法和复模量法获得其振动响应的基础上，利用最小二乘法构造响应相对误差函数，进而辨识获得热环境下纤维/树脂基复合材料在纤维各个方向的损耗因子。接着，在明确了热环境下复合材料损耗因子辨识原理的基础上，总结并概括出一套合理、规范的辨识流程。最后，搭建了基于激光扫描热环境下复合材料薄板振动测试系统，并以TC500碳纤维/树脂基薄板为研究对象，在常温到300℃的高温环境下对其前4阶共振响应进行了实际测试，并通过第1阶共振响应数据对损耗因子进行辨识。结果表明，在温度从常温上升到300℃时，纤维/树脂基复合材料的损耗因子呈现不断增大的趋势。另外，还将辨识出的100℃下对应的材料损耗因子代入到理论模型中，计算得到了复合材料薄板试件在该温度下的第2、3、4阶共振响应的理论结果，通过与相同温度下实验测试获得的第2、3、4阶共振响应进行对比可知，两者的偏差在1.4%~13.8%之间，进而验证了所提出的辨识方法的有效性和实用性。     

空间环境下纤维织物绝热材料隔热性能评价与仿真验证

本文以天宫二号空间材料炉多层隔热系统中纤维织物绝热材料为研究对象, 采用空间环境等效试验条件表征研究了织物有效导热系数随在轨温度和压强的变化, 结合微观传热机理对结果进行了分析, 根据表征结果对不同工况下炉内温度场进行了模拟。结果表明: 纤维织物有效导热系数随温度升高非线性增大, 压强越低, 增长越平缓; 随压强降低以指数函数趋势衰减且存在临界压强; 辐射与气相导热是影响空间环境下纤维织物传热性能的主要因素; 炉内温场计算值与匹配实验实测温度整体趋势吻合良好, 炉中心温度最大计算误差为实测温度的 1.3%。该方法更合理地评价了多层纤维材料在使用工况下的绝热性能, 从而有助于建立准确度更高的热仿真模型。     

热环境下纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳的强迫振动响应

研究了热环境下纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳强迫振动响应的理论求解方法。考虑了基础激励载荷的影响,并依托板壳理论、复弹性模量等方法,在确立了受热后材料与结构的本构关系、物理方程及能量方程基础上,建立了该类型纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳在热环境下的理论模型。利用双向梁函数法表示振型函数,在引入比例阻尼的基础上,通过Ritz法和振型叠加法成功求解获得了频域振动响应。以TC300碳纤维/环氧树脂复合薄壁圆柱壳为研究对象,测试获得前3阶振动响应曲线。研究发现,相对于测试获得的前3阶共振响应结果,理论计算获得的共振响应误差最大不超过14.8%,验证了所提出的分析方法的正确性和有效性。      

面向非稳态传热的热像仪相对测温性能评估

提出了一种热像仪相对测温的性能评价方法。将薄片热电偶的热节点固定在温度场均匀的加热单元表面,作为标准辐射温度发生单元,被待评价的热像仪观测和测温,对比热像仪观测的热电偶热节点表面温度场数据和热电偶自身测得的温度数据的相似度,对热像仪相对测温性能进行评价。基于国内外4个品牌的7款不同规格热像仪进行测试,结果表明热像仪的相对测温误差和绝对测温误差相差较大,相对测温误差通常介于噪声等效温差和绝对测温误差之间,同时发现6号热像仪性能较差,温漂严重,通过装置中的A、B两靶标同时测试热像仪性能,评价结果的标准差均在8%以内,这表明该方法具有较高的可靠性,对热像仪相对测温性能评价研究有一定的参考意义。