柴油液滴撞击壁面运动形态及变化历程的实验研究

液滴碰壁是液体射流过程中的重要现象,对喷雾效果有重要影响。采用高速摄影方法对柴油液滴撞击壁面的运动形态及变化历程进行了研究;根据获取的撞击壁面后不同时刻液滴的运动形态和参数,对液滴撞击壁面的运动过程、铺展运动无量纲润湿长度的变化历程、飞溅运动发生的临界撞击速度以及壁面材料对液滴撞击壁面运动的影响等进行了分析。通过研究,获得了柴油液滴撞击壁面时的运动特性及规律。     

基于作用力分析的分裂液滴内空泡时间稳定性研究

基于线性稳定性理论,推导出描述超空化时分裂液滴内空化气泡稳定性的数学模型;在此基础上,从分裂液滴内空泡的受力角度对空化气泡的时间稳定性进行研究。研究结果表明,液滴黏性力使空泡稳定性增强;相对于空气及空泡的黏性力而言,液滴黏性力对空泡的稳定性起主导性作用。空泡惯性力是影响空泡稳定性的主要因素,对空泡稳定性具有不利影响,其影响程度与空泡液滴半径比密切相关,空泡惯性力对空泡稳定性的影响随空泡液滴半径比的增大而显著增强。空泡可压缩力、液滴内部气动力以及空泡液滴界面处的表面张力有利于空泡稳定,其变化对空泡稳定性的影响受空泡液滴半径比的影响相对较小;液滴外部气动力对空泡稳定性的影响相对较小。建立分裂液滴内空化气泡临界破碎准则,并对分裂液滴内空化气泡的破碎进行分析;分析结果表明,空泡维持时间受空泡生长速度和空泡液滴半径比的影响;对于某一确定初始空泡液滴半径比的分裂液滴来说,有其最大空泡极限破碎半径;空泡极限破碎半径随初始空泡液滴半径比的增加而减小。     

协作NOMA系统中的一种新型节能功率分配方案

在传统的协作非正交多址（CNOMA, Cooperative Non Orthogonal Multiple Access)系统中,通常需要向弱用户分配更多的功率,分配给强用户的功率不超过总功率的一半。同时,强用户还需在协作阶段承担中继通信的任务。上述功率分配方式必将给强用户带来一定的负担。为了在满足弱用户服务质量的情况下,进一步提高强用户的中断性能,本文提出一种基于中继和无线携能通信（SWIPT, Simultaneous Wireless Information and Power Transfer）的新型功率分配方案。该方案使用能量收集设备收集能量,通过最大化系统和速率寻求无线携能通信的最优功率分割因子,从而获得系统中断概率的闭式表达。考虑到优化问题的性质,本文提出了一种在功率分配固定的情况下,通过单调优化求解无线携能通信功率分割因子的算法。仿真结果表明,与CNOMA系统的传统功率分配方案相比,本文所提方案能够在不损失弱用户中断性能的前提下,有效提升强用户的中断概率,系统和速率总体提高了近 20%。      

基于场景构建技术的含多种清洁能源微能源网多目标随机规划研究

为实现微能源网经济高效、可持续发展,提出了多种清洁能源利用的微能源网架构模型与运行策略。分析了影响微能源网规划的多种不确定因素,将典型日风速、光照和负荷数据状态矩阵与Copula函数相结合,综合考虑随机变量的时序性和互相关性,构建微能源网多种运行场景。以全生命周期成本最小和碳排放量最小建立微能源网的多目标随机规划模型。在Matlab仿真平台通过NSGA-II算法求取Pareto前沿,结合多目标优选决策方法确定规划方案。通过具体算例分析了影响微能源网多目标随机规划的因素,验证了规划模型的可行性与有效性。     

氢气／柴油发动机NOx和微粒排放特性的数值模拟

在柴油引燃氢气／柴油发动机中,氢气的引入会对氢气／空气混合气氛围中的柴油雾化特性和燃烧特性产生直接的影响,进而对发动机的排放产生影响．应用改进的KIVA．3V程序,对氢气／柴油发动机的N0x和微粒排放特性进行了模拟研究,分析了氢气的引入对氢气／柴油发动机N0。和微粒排放的影响．结果表明：低负荷时,氢气替代部分柴油后,发...     

基于无线传感网络的输电线路多变量分布式局域监测系统

针对输电线路的风振灾害监测,研制了一套基于ZigBee技术的多变量无线监测系统.系统的下位机由中央控制模块、射频传输模块、传感器模块和电源管理模块组成;采用低功耗16位单片机MSP430为主控芯片,实现了数据采集与传输.系统上位机通过TTL转接和无线数传模块进行串口通信.经实验室与现场应用验证,本系统抗干扰能力强,单通道采样率达1k,有效传输距离达300m,具有多工作点同步监测并向上位机实时回传数据的功能,能实现对杆塔和导线振动、动态应力/应变、风速等多参数的在线监测,为形成输电线路风振无线监测和灾害预警机制提供有效的技术手段.     

大规模MIMO系统中的一种自适应SIC检测算法

与传统系统相比,大规模多入多出（MIMO）系统能更加有效地提高频谱效率。利用传统的最小均方误差（MMSE）信号检测算法求解大规模MIMO系统,虽然检测结果接近最优,但是矩阵的求逆运算导致计算的复杂度非常高。提出了一种自适应排序干扰消除（SIC）检测算法,在逐次超松弛（SOR）迭代运算的基础上,通过干扰消除降低待检测矩阵的维度。通过仿真分析,得出所提算法的复杂度低于Jacobi、SOR检测算法,且在迭代次数较少的情况下,算法的误码率（BER）性能明显优于SOR检测算法。     

3D大规模MIMO系统中莱斯信道下的传输方案

针对三维(3D)大规模多输入多输出(MIMO)系统中莱斯信道模型,通过研究分析获得简单易行、频谱效率高的传输方案。考虑到莱斯信道中的散射信道获取较为困难,而视距信道获取较为容易,仅利用视距信道进行传输方案研究。首先通过用户调度算法解决了相邻用户之间干扰过大的问题,从而提升了系统的和速率;接着充分利用3D MIMO系统中水平和垂直维度的特点,采用域选择的预编码方法消除不同用户间的干扰并最大化信噪比,进一步提升了系统和速率。经过仿真验证,提出的3D大规模MIMO传输方案比以往方案具备更大的频谱效率。     

IRS辅助的感知增强认知无线电网络资源分配方案

在过去的几十年里,大部分可用频谱已被用于高速通信服务。这导致了无线通信系统中的频谱资源稀缺问题。另一方面,大量可用频谱的利用率并不高。为提升通信系统的频谱利用率,学界提出了基于共享的认知无线电技术。认知无线电允许次用户与主用户共享频谱资源,对于提升无线通信网络的频谱效率十分重要,然而目前基于认知无线电的通信网络存在着低信噪比情况下感知性能低下、严苛干扰条件下性能提升受限等缺点。最近,智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）被广泛应用在无线通信的各个领域,可以智能调控无线传输环境以满足频谱和能效的高要求。为了进一步提升认知无线电感知性能与频谱效率,提出了一种新颖的IRS辅助的感知增强频谱共享认知无线电网络。针对此网络,建立了次用户和速率最大化优化问题,联合优化次基站波束赋形向量、智能反射面相移矩阵、感知时间。因存在变量耦合,所构建的优化问题是非凸的,提出一种基于块坐标下降（Block Coordinate Descent,BCD）的迭代算法以交替优化波束形成和智能反射面相位以及感知时间。以逐次凸逼近（SuccessiveConvex Approx...     

ROTAX914缸内直喷式发动机分层混合气形成的模拟研究

按照直喷式汽油机的要求对ROTAX914汽油机的部分结构和参数进行了改造和调整,并使用AVLFIRE软件对改造后缸内混合气的形成过程进行了模拟研究。研究发现,喷射角度、喷油定时、初始滚流比浓区中心位置、浓区中心的形成、浓区中心的形状及位置有较明显的影响;通过喷射参数的调整及缸内气流的组织,在燃烧室中形成了满足直喷式发动机要求的分层混合气。