Experimental study on the propagation characteristics of hydrogen/methane/air premixed flames in a narrow channel

This work is focused on the explosion characteristics of premixed gas containing different volume fractions of hydrogen in a narrow channel (1000 mm × 50 mm × 10 mm) under the circumstance of stoichiometric ratio. The ignition positions were set in the closed end and the middle of the pipeline respectively. The results showed that when the gas was ignited at the pipeline closed end, the propagating flame was tulip structure for different premixed gas. When the hydrogen volume fraction was less than 40%, the flame propagation speed increased significantly with the rise of hydrogen volume fraction, and the overpressure peak also appeared obviously in advance. However, when the volume fraction of hydrogen was more than 40%, the increase of flame propagation speed and the overpressure peak occurrence time varied slightly. Furthermore, when the ignition position was placed in the middle of the pipeline, the flame propagation speed propagating to the opening end was much faster than that propagating to the closing end, and there was no tulip shape when the flame propagates to the opening end. The flame propagating to the closed end appeared tulip shape under the influence of airflow, and high-frequency flame oscillation occurred during the propagation. This work shows that the hydrogen volume fraction and ignition position significantly affected the flame structure, flame front speed, and explosion overpressure.     

广义正交码索引调制系统的性能分析

摘 要：为了提高码索引调制（code index modulation，CIM）系统的传输效率，提出了一种具有更低复杂度的单输入单输出（single input single output，SISO）的广义正交码索引调制（generalized orthogonal code index modulation，GQCIM）系统。CIM 系统使用扩频码和星座符号传输信息，但只能激活两个扩频码索引和一个调制符号。而 GQCIM 系统以一种新颖的方式克服了只激活一个调制符号的限制，同时充分利用了调制符号的正交性，增加扩频码索引以传输更多的额外信息位，提高了系统的传输效率。此外，分析了GQCIM系统的理论性能，推导了误码率性能的上界。通过蒙特卡罗仿真验证了GQCIM系统的性能，对比发现GQCIM系统的理论和仿真性能一致。而且在相同的传输效率下，结果显示GQCIM系统的性能优于同样具有正交性的调制系统，如广义码索引调制（generalized code index modulation，GCIM）系统、CIM系统、码索引调制-正交空间调制（code index modulation aided quadrature spatial modulation，CIM-QSM）系统、码索引调制-正交空间调制（code index modulation aided spatial modulation，CIM-SM）系统、脉冲索引调制（pulse index modulation，PIM）系统。     

梁结构振动支承约束反力控制

支承或连接构件对梁结构的动力学性能有至关重要影响,必须保证其在振动过程中不发生破坏或者失效。通过合理设计和布局附加弹性支承可以实现对这些重要连接构件所承受约束反力的控制。应用微分变换法推导含附加支承的梁结构支承约束反力及其对于附加支承位置和刚度的灵敏度表达式,并通过优化设计附加支承位置和刚度实现具有弹性约束端的简支梁结构各支承约束反力的平衡,可提高结构的动力学性能。     

基于多自由度气动机械手位置伺服系统稳定性控制研究

基于传统易碎薄板机械手位置伺服控制系统稳定性低、自动化分拣效率低等不足,设计了一种基于笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统。首先,设计并介绍笛卡尔坐标式码垛机械手的基本组成结构,对机械手末端吸盘气动回路控制系统进行设计和分析;然后分别对机械手X、Y、Z三个方向的伺服电机控制原理进行分析并设计了一种位置伺服系统的前馈自适应控制算法;最后,将传统位置闭环PID算法和前馈自适应控制算法进行位置跟踪稳定性对比试验。实验结果表明该笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统设计合理,满足实际生产要求。     

磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的高精度位置控制

在受到陀螺效应、动框架效应等影响后产生的磁力非线性问题是磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)高速转子位置精度下降的主要因素。为解决以上问题,提高转子位置精度,本文分析了转子所受磁力的特性,建立了转子系统非线性动力学模型,提出了神经网络滑模控制方法。设计滑模控制律,采用径向基函数神经网络逼近控制律中的非线性模型,自适应算法根据误差在线调整神经网络的权值,同时可以保证整个系统的稳定性。仿真和实验结果表明,所提出方法的转子位置精度达到99%,稳态误差为0.000 2 mm。神经网络滑模控制可以实现MSCMG转子系统的高精度位置控制。     

气体裂变产物88Kr半衰期测量

为准确测定气体裂变产物⁸⁸Kr的半衰期，本工作从辐照铀靶中分离得到3个放化纯的⁸⁸Kr气体测量源。以⁸⁵Kr作内标监督源，¹³⁷Cs或⁵⁷Co作外标监督源，使用多个HPGe探测器分别采用单探测器位置接力法和双探测器位置接力法跟踪测量⁸⁸Kr 196.3 keV能量的特征γ射线，跟踪时间均在8个半衰期以上，以获得其半衰期数据。对3次独立测量数据用多种方法进行处理，最终得到⁸⁸Kr半衰期测定结果为（2.796±0.015） h。     

高温氢工质热物理性质计算分析

氢工质在新能源与动力、航天推进、化工材料等领域有着广泛应用。通过开展高温氢工质热力学与输运性质研究，建立了原子态氢、分子态氢、热解平衡态氢的热物理性质计算模型，开发了热物性计算程序Prop_H_H2，适用范围为温度100~3 500 K、压力104~5×107 Pa 。验证表明，Prop_H_H2在适用范围内计算氢工质的物性参数合理可靠，在温度200~3 000 K、压力104~107 Pa范围内，程序预测值更加准确，相对偏差在±5%左右。本研究可为氢工质相关的航天推进、应用物理学、能源动力等行业的科研和应用提供支持借鉴。     

基于哈希链的软件定义网络路径安全

针对软件定义网络中，控制器无法保证下发的网络策略能够在转发设备上得到正确执行的安全问题，提出一种新的转发路径监控安全方案。首先以控制器的全局视图能力为基础，设计了基于OpenFlow协议的路径凭据交互处理机制；然后采用哈希链和消息验证码作为生成和处理转发路径凭据信息的关键技术；最后在此基础上，对Ryu控制器和Open vSwitch开源交换机进行深度优化，添加相应处理流程，建立轻量级的路径安全机制。测试结果表明，该机制能够有效保证数据转发路径安全，吞吐量消耗比SDN数据层可信转发方案（SDNsec）降低20%以上，更适用于路径复杂的网络环境，但时延和CPU使用率的浮动超过15%，有待进一步优化。     

A novel intelligent approach for yaw position forecasting in wind energy systems

Yaw control systems orientate the rotor of a wind turbine into the wind direction, optimize the wind power generated by wind turbines and alleviate the mechanical stresses on a wind turbine. Regarding the advantages of yaw control systems, a k-nearest neighbor classifier (k-NN) has been developed in order to forecast the yaw position parameter at 10-min intervals in this study. Air temperature, atmosphere pressure, wind direction, wind speed, rotor speed and wind power parameters are used in 2, 3, 4, 5 and 6-dimensional input spaces. The forecasting model using Manhattan distance metric for k = 3 uncovered the most accurate performance for atmosphere pressure, wind direction, wind speed and rotor speed inputs. However, the forecasting model using Euclidean distance metric for k = 1 brought out the most inconsistent results for atmosphere pressure and wind speed inputs. As a result of multi-tupled analyses, many feasible inferences were achieved for yaw position control systems. In addition, the yaw position forecasting model developed was compared with the persistence model and it surpassed the persistence model significantly in terms of the improvement percent.     

应用膨胀算法提取目标的直接定位算法

为了解决被动雷达系统中的多发射源定位问题，提出了一种基于多重信号分类(MUSIC)算法和图像膨胀(IE)算法的直接定位方法。该方法结合了谱分析中的MUSIC思想，通过对接收量测协方差矩阵进行特征分析求解目标的位置。首先，在目标个数未知的前提下，利用Akaike信息准则(AIC)来确定模型阶数；然后，推导了基于MUSIC的定位代价函数；之后，利用图像膨胀算法处理得到的代价函数平面；最后，膨胀处理后的输出为目标个数及目标位置的估计值。提出的算法有效地解决了目标检测及提取的问题，能够确定多个目标的位置坐标，为后续的定位性能分析提供可能性，也保证了算法的完整性。进一步地分析了多个临近目标情况下影响目标提取性能的主要因素。