用瑞利-里兹法求解失重液滴的自由晃动

失重作用可能在空间中构造理想的球形液滴,它在空间流体科学、空间材料合成等中均有应用.在轨操纵中共振可能引起液滴的变形而影响实验质量,了解液滴晃动特性对空间实验的设计和避免与支撑结构的共振都有帮助.用瑞利-里兹法研究了失重液滴的自由晃动问题,给出了液滴自由晃动的频率和模态函数.可利用表面上的动力学条件研究自由液滴的晃动特性,但由于耦合系统复杂,往往用能量法加以研究.该方法作为一种能量法,可为进一步研究失重环境中的液滴和支撑结构的耦合振动问题提供可行的途径.     

一种红外在线分析仪的设计

生物发酵工程是获取生物技术产品的主要手段，是一个非常复杂的系统，其产品产量与质量受培养过程中各种参数变化的影响，对发酵过程进行实时、在线的监测是非常必要的。针对发酵过程设计了一种用于生物过程的红外在线分析仪，在一种具有紧凑结构的干涉仪的基础之上，利用摆动式的动镜系统提高系统分辨率与信噪比，并且设计了一种能够直接插入到生物反应器之中的衰减全反射式的探头。通过对仪器基本性能的测试以及在线实验的检验，表明仪器的性能稳定可靠，能够快速、准确的对生物过程进行定量分析。     

带球形底的圆柱容器中液体小幅晃动的实验研究和有限元分析

晃动阻尼比的计算一直是航天器控制系统建模中很难把握的问题,本文进行了带球形底的圆柱容器中液体小幅晃动模态的固有频率和阻尼的实验研究,并将其与作者提出的有限元计算得到的结果进行了对比分析．频率的计算值与实验值吻合得很好,按洁净液面情况算得的阻尼值比实验值偏小．如果将液面污染耗散带来的阻尼乘以一定的因子引入阻尼的计算,则可得到与实验结果接近的阻尼计算值．这种形状容器在卫星上常用,本文结果对工程具有很好的指导意义．     

多腔充液晃动的等效特性

用等效力学模型法研究了多腔体充液晃动问题.在单腔体等效模型的基础上给出了多腔体充液体的等效模型,并分析了液体分散到多个腔体后对飞行器带来的影响.结果表明,从频带的改善到作用力的减少等方面,一般情况下多个腔体的力学特性更有利于飞行器的动力学与控制设计.