月球软着陆避障段定点着陆导航方法研究

我国正在实施月球软着陆工程,月球软着陆避障段是着陆器动力下降过程的关键阶段.在该阶段,导航系统除了需要提供着陆器的位置、速度和姿态测量信息外,还需要识别月表障碍、寻找安全着陆点并将着陆器导引到该着陆点.软着陆避障段的自主导航以惯性导航为基础,为了克服惯性导航的累积误差,并实现对安全着陆点的高精度相对导航,需要引入图像敏感器与测距仪的测量信息对惯导系统加以修正.为此,本文提出了一种基于图像信息的高精度相对导航方法,首先用图像处理技术选择着陆区,然后通过跟踪自主选择的特征点序列实现精确的相对导航.仿真计算表明,该方法能够有效地修正惯性导航误差,实现安全避障和精确定点软着陆.     

微孔过滤介质污染中的堵塞研究

在堵塞实验的基础上对微孔过滤介质污染中的堵塞机理进行了理论分析。对传统阻力模型进行改进,引入无因次系数堵塞阻比KP、定值阻比Km,考察堵塞原因。实验结果表明:堵塞为介质自身特征、操作条件所共同控制,微孔过滤介质堵塞符合一般性堵塞至中间堵塞,最后至完全堵塞的过程。堵塞阻比变化总是趋于缓和,即堵塞在微孔介质污染中趋于稳定。改进的模型较好地反映了微孔过滤介质的堵塞现象。     

小流量下周向弯曲叶片间隙噪声实验研究

对带有周向前弯8.3°和周向后弯8.3°叶片的低压轴流风机,采用近远场动态压力测量技术,实验研究了小流量工况下叶顶泄漏流诱发的间隙噪声近远场声学特性,及周向弯曲叶片对间隙噪声的影响。结果表明:随流量的降低,周向弯曲叶片改变了泄漏流的强弱和迁移速度;在近远场功率谱的整个频域内,存在着由泄漏流诱发的间隙噪声,其具有宽频频率特性,这种低频特性随流量降低幅值逐渐增强,并向更低频段转移,周向前弯叶片向低频段迁移速度最慢;周向弯曲叶片对声学指向性的影响不同,周向前弯叶轮的声压级各个方向变化差异较大,而周向后弯叶轮变化较均匀。     

光纤探针方法测量界面面积浓度实验研究

采用光纤探针测量方法对垂直上升管中空气 水两相流动的界面面积浓度（IAC）分布规律进行研究。实验选用的管径为50 mm,气相、液相折算速度分别为0.01～1 m/s和0～1 m/s。通过高速摄影获取的影像数据对光纤探针法的测量精度进行评价和标定,获得IAC径向分布。利用IAC数据对几类IAC计算模型进行评价,基于截面含气率变密度模型给出平均IAC与中心截面含气率的关系式。通过与其他实验数据进行比较,表明新关系式具有较高的计算精度。     

摇摆条件下窄矩形通道内两相流动瞬态阻力特性研究

摇摆条件下的气液两相流动受摇摆引起的附加惯性力的影响,致使其摩擦阻力特性发生改变。本工作在摇摆周期为8、12、16 s和摇摆振幅为10°、15°、30°的条件下,对窄矩形通道（40 mm×1.6 mm）内空气-水两相流动的瞬态阻力特性进行了研究。结果表明：摇摆时瞬态摩阻系数的变化呈明显周期性;气相质量含气率越大,摩擦压降的波动幅度越大;摇摆周期越小,振幅越大,摩擦压降的波动幅度越大。给出1个用于计算摇摆条件下两相摩阻系数的关联式,92.5%的计算值的相对误差在±20%以内     

矩形通道内两相流动阻力特性及计算方法

常压下,以空气和水为工质,对宽高比不同的两个矩形通道内两相流动摩擦阻力特性进行了研究,并对常规通道和微小通道内两相压降的计算模型进行了验证和评价。结果表明：传统的常规通道经验关系式并不适用于窄矩形通道中的压降计算;基于微小通道的计算方法中,Lee-Lee模型与实验值符合程度较好,但在一定的参数范围内仍存在较大误差。提出基于Chen模型的Chisholm C系数方法的修正关系式,式中综合考虑了矩形通道宽高比、全液相雷诺数和L-M参数对Chisholm C系数的影响,修正关系式与实验值符合较好。     

矩形通道内低压自然循环压降型脉动及其复合型脉动可视化研究

以去离子水为工质,对矩形通道内低压自然循环压降型脉动及其复合型脉动进行可视化实验研究,利用可视化手段拍摄脉动过程气相分布状态图像。通过流量脉动曲线与图像进行对照,分析流量脉动的物理过程及产生机理。实验过程中发现4类动态不稳定性：第Ⅰ类密度波（DWO_Ⅰ）、压降型脉动（PDO）、复合型脉动（SPO）及第Ⅱ类密度波（DWO_Ⅱ）。重点分析了压降型脉动与复合型脉动产生机理、影响因素及流动不稳定性边界。实验研究发现,受矩形通道挤压效应及稳压器内部可压缩空间影响,工质在稳压器和循环回路之间往复波动,形成压降型脉动,增大加热功率压降型脉动会叠加第Ⅱ类密度波形成复合型脉动。两类脉动的起始点会随入口过冷度增加呈现偏离趋势,并且压力增加,偏离趋势会随之增大。通过相变数、过冷度数等无量纲参数绘制了压降型脉动不稳定性边界。     

单涡旋式水流清洗机流场特性分析

对具有U型清洗槽的单涡旋式果蔬水流清洗机,涡旋式水流清洗强化特性进行数值研究,探讨U型清洗槽内横纵孔淹没水射流形成单涡旋水流清洗动力的规律,及涡旋流对清洗湍流强化作用。通过对不同的横纵孔射流流量比下清洗槽内三维流动的数值进行模拟,计算结果表明:横纵射流流量决定了单涡旋形成的三维分布和强度;纵向射流的水平位置,影响横纵射流的相互作用强度,射流位置距离近相互作用强,形成涡旋流动显著,促进对单涡旋向出口下游的迁移;涡旋流形成区具有较高的湍流强度,表明具有显著清洗强化作用。     

多传感器支持度和自适应加权时空融合算法

针对多传感器测量数据中含有的噪声,提出一种基于多传感器支持度和自适应加权时空融合算法。时空融合算法将数据融合分解为时间和空间两次融合估计,先采用支持度和基于时间的递推估计进行第一次融合,再通过自适应加权估计在空间上进行第二次融合。该算法不需要知道传感器测量数据的任何先验知识,只利用空间位置中多传感器的方差变化,通过调整参与融合的各传感器的加权系数,使融合系统均方误差始终最小。     

基于TDLAS技术的空间真空环境下温度测量技术研究

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术可用于气体温度的高精度快速测量,但目前TDLAS技术研究一般集中在正压范围内,真空环境下该技术的应用研究较少.空间真空环境由于压力极低,传统的接触式温度测量技术存在众多不确定性因素.本文从热力学温度定义出发,提出并分析了TDLAS技术测量空间真空环境下痕量气体分子振-转温度的可能性和精度.同时以C2H2分子1535.393nm和1535.432nm两条吸收谱线为例,分析了TDLAS技术测量气体分子振-转温度的方法和精度.分析结果表明即使压力达到1.0× 10-3 Pa,如果在实验中选取吸收强度大的谱线对,同时增加有效吸收光程,可以得到比较理想的吸收信号,实现气体分子振-转温度的测量.