航空发动机矢量推力测量系统的静态校准及不确定度评定方法研究

介绍了航空发动机矢量推力测量系统的静态校准原理,建立了静态校准的数学模型,并通过多元回归分析方法得到了各阶模型的校准系数.在此基础上,针对目前矢量推力测量系统缺少精度评定规范的问题,提出了一种基于校准系数误差传递的不确定度评定方法,并与传统的校准残余误差方法和验证残余误差方法进行了比较.校准实验结果表明,由于加载条件不同引起的测量结果不确定度差异最大可达55％,所提方法可以得到随加载条件变化的不确定度区间,有效避免了传统方法因采用恒定精度值进行系统性能评价造成的局限性.     

高精度的大规模程序数据竞争检测方法

随着技术的不断发展,软件系统的非确定性（Uncertainty）不断增强,数据竞争是并发系统这一类典型的非确定性软件系统中常见的缺陷.尽管数据竞争静态检测近年来取得了巨大进展,但其面临的重要问题仍然存在.先前的静态技术要么以分析精度为代价达到高扩展性,要么由于高精度分析而导致可扩展性问题.本文提出一种解决上述矛盾的分段分析方法——GUARD.它首先基于程序值流进行轻量级上下文敏感的数据访问分析,以识别出候选的数据竞争子路径而非完整的程序路径.接下来,进行可能并行执行（May-Happen-in-Parallel,即MHP）分析来确定程序中的两个数据访问操作是否可能会同时执行.MHP分析基于线程流图（TFG）将线程信息进行编码以便于高效地查询各个子路径之间的并发关系.最后,对于每条存在MHP数据访问的子路径,进行重量级路径敏感分析以确定数据竞争路径的可行性.针对12个开源项目的实验评估显示GUARD能够在1870秒内完成对130万行代码的工业规模项目的检测,且平均误报率为16.0%.此外GUARD的分析速度更快,比现有的前沿技术平均快了6.08倍并且显著降低误报率.除此之外,GUARD在其中还发现了12个数据竞争漏洞.我们将它们全部报告给了开发者,其中8个已得到了确认.     

小波包变换在火箭发动机脉动压力分析中的应用

在火箭发动机试验中,燃烧室脉动压力数据是考察推进剂燃烧状态的重要依据.通过对脉动压力数据特征分析,利用小波包变换多分辨分析的特点,以信噪比作为衡量标准,采用小波包自选阈值法对脉动压力数据进行去噪.通过与稳态参数数据的对比验证了去噪结果的准确性.采用Wicherhauser树状分解和Shannon信息熵基波选择标准等方法对脉动压力数据进行分频段分析.根据结果中各频段内的系数特征能够直观分析脉动压力在各频带中的能量分布.通过对脉动压力数据和相应振动测点数据的频谱分析,验证了分析结果的有效性.该方法在其他型号发动机和组合件试验脉动压力数据分析中有重要的应用和推广价值.     

基于聚类的离群点检测方法研究综述

离群点检测在数据处理中具有重要研究意义,其检测方法大致可以分为基于统计、基于距离、基于密度和基于聚类的方法。为了及时掌握当前基于聚类技术的离群点检测方法的研究现状,通过归纳与整理,将具有代表性的基于聚类的离群点检测方法进行了介绍和归类,将其主要分为静态数据集中的检测方法、数据流中的检测方法、大规模数据中的检测方法和其他方法等四大类。对每类方法所解决的问题、算法思想、应用场景以及各自的优缺点进行了详细的归纳和分析,指出目前存在的问题以及未来发展方向。     

Static Force-Based Modeling and Parameter Estimation for a Deformable Link Composed of Passive Spherical Joints With Preload Forces

To balance the contradiction between higher flexibility and heavier load bearing capacity, we present a novel deformable manipulator which is composed of active rigid joints and deformable links. The deformable link is composed of passive spherical joints with preload forces between socket-ball surfaces. To estimate the load bearing capacity of a deformable link, we present a static force-based model of spherical joint with preload force and analyze the static force propagation in the deformable link. This yields an important result that the load bearing capacity of a spherical joint only depends on its radius, preload force, and static friction coefficient. We further develop a parameter estimation method to estimate the product of preload force and static friction coefficient. The experimental results validate our model. 80.4% of percentage errors on the maximum payload mass prediction are below 15%.      

抽水蓄能机组高-低-高变频起动控制策略研究

针对抽水蓄能机组使用高-低-高静止变频器的起动问题,建立了抽水蓄能机组起动平均转矩数学模型,分析了升压变压器在负载换流阶段较低频率时的运行特性。以平均转矩数学模型和变压器低频运行特性为基础,设计了抽水蓄能机组变频起动控制策略。通过Matlab/Simulink建立仿真模型,对提出的控制策略进行仿真验证,结果表明该策略可以获得良好的起动性能。     

滴灌系统毛管单/双向供水方式对灌水和施肥均匀性的影响

滴灌系统管网布置形式及运行管理模式是影响滴灌系统灌水和施肥均匀性的重要因素。本研究评价了供水方式、毛管长度及毛管首部压力对沿毛管压力分布、灌水器流量分布、灌水和施肥均匀性及水肥一致性的影响。试验中,毛管供水方式设置单向供水(A1)和双向供水(A2);毛管长度设置70(L1)、100(L2)和130 m(L3)3个水平;毛管首部压力设置0.02(P2)、0.04(P4)、0.06(P6)、0.08(P8)和0.10 MPa(P10)5个水平。结果表明,相同毛管长度及毛管首部压力情况下,双向供水处理流量偏差率较单向供水低18%～43%。在灌水器允许流量偏差率为20%时,双向供水毛管极限铺设长度较单向供水增加约60%。方差分析结果显示毛管供水方式、毛管长度及毛管首部压力对灌水和施肥均匀系数的影响均达到了极显著水平(p0.01),双向供水方式可以显著提高灌水和施肥均匀性。在毛管长度100 m和130 m条件下,双向供水的灌水和施肥一致性较单向供水提高3%～4%。建议在规模化滴灌系统中采用双向供水方式,以达到增加毛管允许铺设长度、提高灌水和施肥均匀性和一致性的目的。     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题（如局部高渗透区）会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

有压输沙管道脉动压强特性试验研究

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验,测量出每种工况下的流量、含沙浓度和脉动压强。采用统计方法对测量数据进行多方面分析,并结合快速傅里叶变换(FFT)方法研究了脉动压强的功率谱密度。试验结果表明,时均压强的沿程幅值和瞬时峰值压强均随含沙浓度增加而增大,相对脉动强度随着含沙浓度增大总趋势是减小的;脉动压强概率密度为脉动压强均值接近于零的正太分布,随着含沙浓度增加分布形态从瘦高型发展成矮胖型,压强振幅变大;脉动压强功率谱密度中低频分量随着含沙浓度变大有明显的增加。     

基于EDEM的混凝土板桩静压贯入过程三维颗粒流数值模拟

针对混凝土板桩在干粗砂地基中的静压贯入问题,为了明确贯入过程中的挤土效应及贯入阻力的发展规律,利用离散元数值模拟软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对干粗砂中混凝土板桩静压贯入过程进行了三维数值模拟。为此,提出了适用于类似试验的参数标定方法,分析了贯入过程中颗粒的运动特征。针对板桩结构的特点,对长边和短边方向的挤土效应进行了对比,并以短边为例,分析了不同高度处的挤土效应。最后,根据颗粒与桩结构的接触力,提取了桩端阻力和桩侧摩阻力的值,分析了两者在贯入过程中的变化规律。结果显示:在贯入过程中,颗粒的运动呈现"涡流状",并随贯入过程演化;板桩沿短边方向的表面隆起量约为沿长边方向的隆起量的2倍;随着长宽比的增加,板桩结构在短边方向和长边方向的隆起值相应增加,且短边方向的隆起值与长边方向的隆起值的比值与相应板桩的长宽比近似相等;随着贯入的进行,桩侧摩阻力所占的比重逐渐增加,在完全贯入后,侧摩阻力值约占桩端阻力的1/25;不同长宽比的板桩结构,其桩端阻力和桩侧摩阻力的单位值近似相等,并与准二维计算结果相近。