热声系统新型直线发电机的电磁分析

针对热声发电系统特殊要求,提出了一种新型的E结构直线发电机的设计方案。定子采用E型结构,动子表面安装新型的Halbach结构排列的永磁体,其中两边永磁体采用轴向充磁,中间永磁体采用径向充磁。动子轴向往复运动产生感应电动势。根据新型直线发电机的结构特点及运行原理,建立了其仿真模型,并对电机典型位置时刻的磁场进行了分析。     

碳/酚醛复合材料烧蚀行为预报方法

为研究用于钝头体高超声速飞行器热防护系统的碳/酚醛复合材料在典型服役环境下的烧蚀机制,首先,建立了烧蚀行为的数学模型,模型考虑了材料表面热辐射、固体相的温升吸热、基体热解反应吸热、高温热解气体引射、质量引射引起"热阻塞"效应、热解气体的温升和膨胀吸热等多种能量耗散机制,并利用有限元方法实现了数学模型的求解;然后,预报了在冷壁热流为400 kW·m-2、焓值为5 MJ·kg-1的气动热环境下碳/酚醛复合材料的烧蚀行为。结果表明:在受热过程中,厚度为20 mm的碳/酚醛复合材料碳化层的深度持续增加, 100 s时的表面温度达到1420 K,背壁温度为346 K,热解气体压力达10.3 atm,碳化层深度为7.50 mm。所得结论可为具有长时间大面积热防护需求的高超声速飞行器的热防护系统设计提供支持。      

不同工作气体的双作用热声发电机的热力性能研究

对一台三缸的双作用热声发电机进行了数值模拟,考察了不同工作介质下系统的热力性能。考察的气体工作介质包括氮气、二氧化碳、氩气、不同组分的氦氩混合气以及氢气。模拟计算表明,系统的热力性能与工质密切相关。采用氢气作为工作介质时,该热声发电机获得的电功最大,三个电机获得总电功最大可达5 145 W,此时系统的热电效率为22.8%。     

车用交流发电机电磁噪声特性的实验研究

针对车用交流发电机在低转速下噪声值偏高并伴有啸叫声的现象,基于实验研究车用交流发电机的噪声特性。首先在发电机上布置转速仪、加速度传感器和传声器,采集发电机在空载及负载状态下振动和噪声的时域信号;其次利用频谱、阶次分析等方法,找出了发电机在负载工况下低转速时噪声峰值的主要阶次成分;最后提出改进措施,对改进后的发电机进行测试,并对比分析改进前后发电机噪声的变化情况。分析结果表明,在低转速下发电机的主要噪声是电磁噪声,该电磁噪声的阶次成分与定子铁芯槽的个数相关,并且提出的改进措施能有效的降低发电机的电磁噪声。     

航天器热防护材料研究现状与发展趋势

热防护系统中所采用的多层复合热防护材料的层间界面结合和小块材料之间的连接对航天器的可靠性有很大影响,目前二者都存在一定的缺陷.依据功能梯度材料和C/C复合材料的理论,将高导热率碳泡沫和低导热率碳微球设计成密度和热导率功能梯度热防护碳泡沫材料,使其具备组分之间无层间界面和小块材料间易于连接等特点.     

间谐波激励下铁心振动噪声特性研究

近年来新能源系统容量不断增大,增加了间谐波在电网中的含量,加剧了电力变压器的振动和噪音。通过搭建含任意间谐波的变压器振动噪声试验平台,进行间谐波激励下的铁心振动试验,对振动频谱中间谐波分量成因进行了数学分析;进行铁心噪声试验,分析间谐波对A计权噪声级和1/3倍频程频谱中各分量的影响规律;建立磁-结构力场-声场多物理耦合有限元三维模型,对间谐波激励下的铁心噪声进行仿真计算,并与试验值进行对比。结果表明,振动频谱中间谐波分量呈一定规律且成对出现,相比工频激励,间谐波下铁心的噪声值更大,同时各频段声压级升高,试验结果与仿真结果有较好的一致性,低频低含量间谐波对变压器性能有较大影响,应对其重点防范并在设计阶段结合考虑。     

不同防护形式复合材料板雷击损伤分区特性

基于A+B+C+D 4种标准雷电流波形的联合作用,开展了不同防护形式复合材料板雷击试验。考虑放电通道物理特性,分析放电通道与复合材料表面间的作用过程,将复合材料表面损伤区域分解成初始附着区、附着传导区、附着扩展区、二次附着区和扫掠损伤区,并对未防护基准件、局部喷铝、全喷铝防护件及铜网防护件4类板的各区域进行了损伤特性分析。结果表明:复合材料表面损伤是强电磁场条件下放电通道热电物理特性与复合材料表面热电特性及电荷分布的共同作用结果;复合材料表面铝层喷涂方式、厚度以及均匀程度均影响表面损伤的对称性和损伤分区特性;铜网防护造成复合材料板表面粗糙使得表面损伤分区复杂;表面电荷累积特性和分布的均匀程度直接影响二次附着区和扫掠损伤区的分布;复合材料表面雷击损伤包括纤维升华、断裂、起毛,基体炭化熔融、烧蚀,材料分层、剥落以及防护材料的熔融汽化和断裂等。分析结果可以用于复合材料雷击防护定性设计。     

精密离心机热变形多物理场耦合数值计算

离心机是惯性导航系统加速度计的标定设备,转盘变形将严重影响标定精度.综合考虑离心机机室内空气流动、流动传热以及机箱和转盘的导热,结合CFD和FEM方法,对精密离心机的热变形进行流-热-固多场耦合计算.分析了多物理场耦合计算原理,采用流固耦合换热整场求解法计算离心机温度场,采用顺序耦合法计算转盘热变形.计算结果表明:在300r/min转速下,转盘最大温升为1.23℃;越远离转盘中心,温升越大;加速度计安装位置的温度计算值与实测值一致,验证了本方法的正确性;转盘安装加速度计位置的径向热变形为7.89μm,热变形是变形累积的结果且随着转盘转速增加而增大.     

消防避火服用复合织物热防护效能优化研究

消防避火服作为消防员短期穿越高温明火火场实施抢救人员和重要物资行动的最高等级热防护服装,其热防护性能优劣直接决定了消防员的人身安全是否得到充分保障。从消防避火服用复合织物的结构、反射辐射热能力和隔热效能3个方面的优化方法入手,总结了国内外研究人员针对该类复合织物的研究成果,分析了复合织物防护性能优化的原理与方法,并对下一步的研究方向进行了展望。     

考虑导线偏心覆冰对四分裂导线舞动的影响

采用风洞试验获得典型新月形覆冰四分裂导线的升力、阻力和扭矩系数随风攻角的变化规律。基于ABAQUS有限元软件提出一种考虑偏心覆冰作用的导线数值模拟方法,并利用算例验证了该方法的正确性。在此基础上,利用ABAQUS用户自定义子程序UEL编写气动载荷单元,实现考虑偏心覆冰作用的导线舞动数值模拟方法。采用该方法与传统数值模拟方法对典型新月形覆冰四分裂导线的舞动特征进行对比分析。结果表明,该方法能准确反映覆冰导线运动过程的扭转特性。考虑偏心覆冰作用后,覆冰四分裂导线的位移和扭转角幅值明显增大,振动形态更为复杂。因此,在研究覆冰导线舞动时,有必要考虑偏心覆冰作用的影响。     

仪表着陆信号发生器校准研究

仪表着陆信号发生器是仪表着陆系统机载设备的专用检测设备,目前国内还没有公开发布的关于仪表着陆信号发生器的国家或行业范围内的检定/校准技术标准。本文通过对仪表着陆系统原理进行剖析,从仪表着陆信号发生器工作特点入手,对航向信标、下滑信标、指点信标等信号特点进行分析,给出了计量特性,并基于频谱分析仪直接测量法给出了各项计量特性的校准方法,同时对频谱分析仪引入的测量不确定度进行了分析,用GUM法评定了扩展不确定度。结果表明,给出的校准方法可满足仪表着陆信号发生器关键参数的校准需求,使用频谱分析仪校准符合仪表着陆信号发生器各计量特性的量值溯源要求。     

哈特曼发声器的声学特性研究

采用FW-H声模拟法,研究了谐振腔长度、喷流间距、谐振腔直径和入口气压等对哈特曼发声器声学性能的影响。得出如下结论:哈特曼发声器的发声基频大小与谐振腔长度成反比;总声压级随谐振腔长度增大而增大;总声压级随喷流间距变化作震荡变化,且变化周期随着谐振腔直径的增大而增大;谐振腔直径大,产生的声压级也高;入口气压增大,总声压级增大,但对基频的影响不大。该结论对哈特曼发声器的应用具有重要的指导意义。     

圆柱形战斗部破片速度及等效装药特性研究

针对反舰武器战斗部对舰船结构毁伤效应的爆炸破片与冲击波两者具有的相关性,对战斗部壳体在爆轰产物内压作用下的膨胀过程进行分析,并结合壳体形成破片的应力准则推导出与壳体材料强度及装药特性参数相关的破片速度计算公式;通过对壳体内装药径向膨胀过程的动量分析获得与装药尺寸有关的等效裸装药计算表达式;结合圆柱形战斗部爆炸实验给出计算算例。     

Test results and analyses of conductor short samples for China first PF conductor

The first China PF conductor sample (CNPF1) which was made of one single cable section with hairpin configuration and without bottom joint was fabricated with Chinese NbTi strands and assembled at ENEA and CEA according to the requirements of the SULTAN test facility. The sample was equipped with temperature sensors and voltage taps at CEA according to the test program. The test program included DC performance, cyclic loading, AC loss, and MQE test. The sample exhibited a good performance which fit well with the requirement in the procurement arrangement (PA). But most of the current sharing temperature (T_cs) tests showed a suddenly voltage take-off or fast voltage transition with take-off electric field below the threshold of 10 μV/m. The temperature could be considered as quench temperature (T_q) but not exactly T_cs. At 35 kA and background field of 3.5 T, the temperature T_q was 6.94 K. Even after 2000 cycles at the condition of 6.5 T and 19 kA, the T_q remained unchanged.     

Thermal fluxes in a generator of low temperature plasma with a divergent channel of the outlet electrode

A short review is presented of experimental results concerning distribution of heat fluxes over the length of a generator of low temperature plasma (plasmatron). Comparative analysis is given of the operation of plasma generators with a divergent channel of the outlet electrode against plasma generators with a cylindrical channel of constant cross section. Experimental studies were performed on a specially created facility consisting of four plasma generators with sectioned and continuous outlet electrodes and automated measuring system.     

覆冰四分裂输电线舞动研究

建立四分裂覆冰输电线的面内垂直和扭转两个方向的连续体耦合非线性动力学偏微分方程,利用Galerkin方法将偏微分方程转换为常微分方程.选初始攻角和面内结构阻尼为参数,应用中心流形理论并借助符号运算软件Mathematica程序,得到系统在分岔点处中心流形上的约化方程,并应用规范形理论对约化方程进行化简,得到系统极坐标下的Hopf分岔方程,研究了参数连续变化对系统稳定性及舞动幅值的影响.对系统进行数值分析得到了系统的运动相图和时程曲线,结果表明系统收敛于稳定的极限环.     

基于BFS的高精度无源电阻发生器研究

针对一般无源电阻发生器精度低、稳定性差等缺点,提出一种基于广度优先搜索算法的高精度无源电阻发生器。首先,分析影响无源电阻器输出精度的硬件影响因素,模拟各误差叠加作用下的实际输出电阻值,建立电阻组合与其实际输出值的定量关系方程,并通过系统校准确定方程初始参数;然后,采用广度优先搜索算法求解方程,获得输出值最接近设定电阻值的最优电阻组合,实现高精度无源电阻输出。实验结果表明:此方法在实现1.0Ω~20 kΩ的输出范围、0.1Ω(1 kΩ以内)分辨力的技术指标下,电阻器输出相对误差2.4%,系统响应时间优于500ms,能够满足仪表调校场合对无源电阻器的输出精度要求,且系统具有一定的稳定性。     

哈特曼发声器阵列的声学特性研究

论文采用FW-H声模拟法,对入口气压分别为3.12、4.12、5.12、6.12、7.12和8.12 atm的哈特曼发声器阵列的声场声学性能进行了数值计算。对声场声强进行了非线性回归分析,得出了声场的声强经验公式。并对回归进行方差分析和F分布检验,分析结果显示,置信水平可以达到10-4,回归水平显著,经验公式的可信度很高。论文结论对哈特曼发声器阵列的应用具有重要的指导意义。     

弹道防护用先进复合材料弹道响应的研究进展

本文对弹道防护用先进复合材料的弹道响应研究及其在工程领域的应用现状进行了综述。首先,基于工程应用研究的试验结果,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维、对位芳香族聚酰胺(PPTA)纤维、芳Ⅲ纤维、聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维和聚酰亚胺(PI)纤维等高性能纤维的防弹性能及其复合材料在弹道防护工程领域的应用现状进行了概述,近年来先进复合材料的防弹性能随着纤维力学性能的突破而逐渐提高;其次,讨论了先进复合材料弹道响应的影响因素及其作用机制,发现先进复合材料的塑性拉伸变形是其抵挡弹丸侵彻的主要防弹机制;最后,对弹道防护用先进复合材料的研究方向进行了展望。