Ablation of carbon carbon composite during re-entry

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＷｈｅｎｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅｒｅｅｎｔｅｒｓｉｎｔｏｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｔａｈｉｇｈｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｓｐｅｅｄ ,ａｖｅｒｙｓｔｒｏｎｇｂｏｗｄｅｔａｃｈｅｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｗｉｌｌａｐｐｅａｒａｒｏｕｎｄｉｔｓｈｅａｄ .Ｇａｓａｔｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｉｌｌｇｅｎｅｒａｔｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｔｒｏｎｇｈｅａｔｒａｄｉａ ｔｉｏｎａｎｄｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅｓｈｏｃｋｗａｖｅｌａｙｅｒｔｈａｔ…     

直接吸收太阳辐射集热器/热化学反应器的研究进展

太阳能燃料重整和裂解反应制取氢气是国际上太阳能热化学领域的研究热点.介绍了太阳能燃料重整和裂解的典型反应以及太阳能热化学反应系统的核心装置,阐述了直接吸收太阳辐射集热器/热化学反应器的研究进展,分析了悬浮颗粒集热器/反应器中热输运的影响因素.     

Dynamic inverse control of feedback linearization in ballistic correction based on nose cone swinging

It is a complicated nonlinear controlling problem to conduct a two-dimensional trajectory correction of rockets.By establishing the aerodynamic correction force mathematical model of rockets on nose cone swinging,the linear control is realized by the dynamic inverse nonlinear controlling theory and the three-time-scale separation method.The control ability and the simulation results are also tested and verified.The results show that the output responses of system track the expected curve well and the error is controlled in a given margin.The maximum correction is about ±314 m in the lengthwise direction and ±1 212 m in the crosswise direction from the moment of 5 s to the drop-point time when the angle of fire is 55°.Thus,based on the dynamic inverse control of feedback linearization,the trajectory correction capability of nose cone swinging can satisfy the requirements of two-dimensional ballistic correction,and the validity and effectiveness of the method are proved.     

直吸式太阳能热化学反应器内工质流动特性的数值模拟

采用CFD软件,选用离散相追踪模型对直吸式太阳能热化学反应器内悬浮粒子系的运动轨迹进行三维数值模拟,从而得到反应器内离散颗粒相的运动轨迹.对比不同进口速度下反应器内的粒子轨迹可知,反应器存在一个最佳进口速度,使悬浮粒子系在反应器内达到较好的悬浮流动状态.通过分析模拟结果,在采用粒径为0.5μm,密度为550 g/m3的炭黑颗粒的情况下,理论研究所采用的反应器的最佳进口速度为2 m/s.     

多面锥内外表示形式的相互转化

从多面锥与极锥的关系出发,对满秩和降秩情形采用统一的处理方式,提出了多面锥内、外表示形式相互转化的构造性方法．该方法具有直观性、可操作性等特点,并给出了相应的几何解释及算例．     

扰动多目标规划的锥超次微分稳定性

引入了一个新的锥次微分——锥超次微分的概念，研究了当确定空间序的控制锥扰动时，它们的锥超有效点集、有效点集、弱有效点集等在锥超次微分下的超次可微性及多目标规划问题在锥超次微分意义下的稳定性．此外，进一步研究了严有效解的性质．     

碳/酚醛复合材料烧蚀过程热应力分析

为了评价防热材料的烧蚀性能,利用有限元软件ANSYS对碳/酚醛复合材料烧蚀过程中热应力的分布与演化规律进行了数值模拟.计算了恒定热流边界条件下材料的瞬态温度场和热应力场,采用蔡-希尔准则对材料热解区进行了破坏分析.数值计算结果与试验测试及图像分析结果的比较表明,随烧蚀过程的进行,材料热影响深度逐渐增大,温度梯度减小;材料热解区存在因热膨胀引起的热应力峰值,并随烧蚀过程逐渐后移,热应力是导致材料裂纹产生并扩展的主要原因.     

锥壳基础优化设计

对承受集中载荷的锥壳基础进行塑性分析.令锥壳的壁厚为设计变量,把基础优化设计问题归结为求泛函极值问题.并对实际工程中常见的线性变厚和径向具有加强肋的锥壳进行了最小重量设计方法的研究.试验证明.这些方法对塑性材料结构具有很好的工程精度.     

K-H-V型空间球面圆锥外摆针轮传动的力学分析

K－H－V型球面圆锥外摆针轮传动是一种新型的空间行星传动机构,它具有许多独特的优点.介绍了这种机构的传动原理,在此基础上,提出该机构的基于多点啮合的载荷分配方法及该机构的力学分析过程．从而使复杂繁琐的计算得到简化,并且完全满足工程计算的精度要求．     

液压锥阀气穴现象两相流仿真及实验

为研究液压锥阀存在的气穴问题,基于流体力学理论及阀芯受力分析,计算出径向偏移量的大小,在考虑阀芯发生径向偏移的情况下,借助UG软件建立不同工况下的内流场三维模型,通过ICEM-CFD软件划分网格模型,基于FLUENT软件对锥阀内流场的气穴现象进行液-气两相流仿真,获得径向偏移、半锥角、开口度、背压4个影响因素下的气穴分布及强度的变化规律.搭建可视化的液压锥阀气穴现象实验台,借助高像素的相机拍摄各工况下阀口位置的气穴图像,对仿真结果进行实验验证.结果表明:仿真结果与实验结果相吻合,径向偏移使气穴集中分布在上锥面一侧的流场.半锥角为45°时,阀芯的锥阀气穴强度变化平缓,同时半锥角为45°时,开口度为0.4 mm时气穴的强度最明显,随着开口度增大,气穴现象的气团强度逐渐减弱.综合通流能力、气穴强度,半锥角为45°是一个较优的阀芯半锥角度,同时,增大开口度和背压具有抑制气穴发生的作用.     

航天飞机碳—碳端头罩的热防护计算方法

本文对航天飞机机头的碳-碳热防护层，在再入的气功加热条件下，采用气动热化学烧蚀模型建立烧蚀方程，采用单元体能量平衡法建立各向异性、变物性材料的瞬态热传导方程，通过坐标变换处理烧蚀移动边界，并从物理平面转换到计算平面中去，然后成功地进行了烧蚀和温度场的耦合求解，计算结果表明了航天飞机机头碳-碳热防护层中的烧蚀和温度分布规律。     

液化器异形偏心锥有限元应力分析

以客户提供的液化器设计结构草案和设计载荷为基础进行分析,对液化器下部带夹套的异形偏心锥体结构进行强度核算.首先利用三维建模软件SOLIDWORK建立实体模型,然后将模型导入有限元分析计算软件ANSYS中定义单元、划分网格和施加载荷,再进行有限元内压静载荷分析和外压屈曲稳定性分析,最后依据国家标准JB4732-1995(2005确认)中的相关评定规则对分析结果进行评定.对结构草案中弯曲应力超过标准要求的不连续结构区域进行结构改造,降低弯曲应力,使液化器下部锥体的最终设计方案能够满足国家标准的要求和客户的要求.     

锥形件无芯模旋压的静态有限元分析

采用有限元数值模拟方法研究了无芯模旋压的几种可能方案及各自优缺点，并以锥形件无芯模旋压为代表，依据静态隐式有限元法建立了用于分析无芯模旋压的简化模型。通过有限元分析，得到了锥形件无芯模旋压时的位移场、壳体中面上的经向应力场、纬向应力场、等效应力场、塑性区分布和主应力场。模拟结果与实验相符，表明所建立的有限元模型能够正确反映无芯模旋压的实际工艺。     

圆锥体与圆柱体的几何绕射理论绕射线寻迹

基于几何绕射理论研究了圆锥体以及圆柱体上精确的绕射寻迹方程，所得公式在射线寻迹上适用于远场与近场，比目前文献提及的方法更精确，数值计算结果在远场情况下与文献结果吻合，该方法应用于工程计算中能得到较为满意的结果。     

Deep learning model for micro-motion classification of cone targets

To overcome the shortcomings of traditional micro-motion classification of spatial cone targets, such as manual construction, feature extraction, and lack of generality, intelligence and poor classification performance under strong noise, a new network model combining a convolutional neural network and a bidirectional long short-term memory network is proposed. The network combines the residual network, inception network and bidirectional long short-term memory network into an integrated network. By increasing the depth and width of the network to mine the abstract features of higher dimensions, the classification accuracy of the network can be improved. The reasoning ability of the bidirectional long short-term memory network can improve the fault tolerance of the network, and the advantages of time series classification and the jumping bypass branch structure of the residual network can also reduce parameter redundancy and speed up network training. Simulation results show that the network model not only achieves faster intelligent classification, but also improves the accuracy of ResNet-18 and GoogLeNet models by 5% and 4% respectively, thus verifying the validity and generalization ability of the model.     

圆锥内定点至锥表面垂点轨迹

为解决实际工程中遇到的圆锥曲线问题,研究圆锥内任意点至所有素线垂足轨迹的方程.根据圆锥形成的性质和向量几何的理论,如果点至素线的方向向量垂直素线方向向量,那么二者向量的点积等于零,由此求出垂足参数表达式.推算并化简垂足轨迹点参数方程,通过极坐标与直角坐标的转换,得出垂足点轨迹为圆锥与球偏交得的两曲面交线以及交线的笛卡尔坐标表达式.结果表明,若以圆锥内一点与圆锥顶点连线为直径作球,则球面与圆锥素线交点和圆锥内定点连线垂直于素线;研究轨迹线的投影性质表明,其正面投影为抛物线,水平投影为闭合的二次曲线.     

潜艇锥柱结合壳焊缝焊趾处初始裂纹尺寸评定

潜艇锥柱结合壳焊缝焊趾处是结构疲劳热点部位,该处焊接缺陷初始裂纹尺寸的评定对于结构疲劳寿命的计算有着重要的意义.文章从不同角度,分别采用检测仪器灵敏度的下限、工程上定义的萌生阶段、焊缝的评级标准以及探伤缺陷的统计分布等方法对焊接缺陷进行评定分析,最终得出初始裂纹尺寸为:c0=2.5 mm,a0=0.1 mm.结合断裂力学方法,对该处疲劳寿命进行了分析,与实验结果比较得知,该评定结果与实际符合,在工程应用中具有可信度.     

钙质砂中静力触探试验的大变形有限元模拟

静力触探试验（CPT）被广泛用于确定无黏性土的力学性质,现有研究集中在普通石英砂,由CPT贯入阻力推测钙质砂强度特性的成果很少。钙质砂的峰值内摩擦角一般高于石英砂,内摩擦角和剪胀角随应变的变化也不同于石英砂。采用任意拉格朗日欧拉公式的大变形有限元方法,模拟石英砂和钙质砂中CPT的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。引入修正摩尔-库伦模型描述石英砂和钙质砂强度发挥与塑性剪应变的关系,由弯曲元和三轴排水试验确定本构模型参数。数值模拟得到的锥尖贯入阻力与离心机试验结果吻合,表明建立的数值模型能够模拟钙质砂中的CPT试验。     

不同头型运动体高速入水空泡数值模拟

运动体头型对其入水流场的流动分布、流体动力及入水弹道均有较大的影响。针对此问题基于有限体积法离散、求解雷诺平均的Navier?Stokes方程,考虑空化效应,并引入动网格技术,对带有不同角度锥头圆柱体的高速入水问题开展数值模拟研究,得到不同头型条件下高速入水运动参数及空泡形态发展规律、流场的压力分布及速度分布规律,分析了头型对入水空泡流场的影响。研究结果表明,空泡半径的扩张规律受头型及其阻力系数的影响,半径大小与阻力系数近似满足一定的关系式;入水初期,运动体头部受到极强的冲击载荷,锥角越大,压力峰值也越高;锥体表面压力系数与锥角大小直接相关,锥角较大时压力系数也较大。同时,锥角大小对运动体肩部排开水的速度也有较大影响,运动体在相同速度下,锥角较大时,肩部排开水的速度也较大。     

Fermat原理求解柱-锥系统二阶反射问题

以圆柱和圆锥二阶系统的反射寻迹为例,结合费马原理和反射定律,推导出各反射点Z坐标的解析表达式,从而减少了寻迹方程中未知数个数,使计算时间显著缩短,也提高了结果精度,文中给出了应用实例．利用类似的方法可以解决其他类型的二阶反射寻迹问题,也对高阶反射问题求解起一定的参考作用．