喷管形式和环境压力对PDRE比冲的影响研究

采用数值模拟和实验的方法研究不同喷管形式(收敛型,扩张型和收敛扩张型)和环境压力对火箭式脉冲爆震发动机(PDRE)比冲的影响。数值模拟中采用有限速率化学反应模型,通过二阶迎风格式差分逼近二维欧拉方程,数值计算结果表明收敛型喷管对比冲的增益最大(17.20%),环境压力为0.5 atm时比冲最大。不同喷管形式的实验中利用推力传感器测量得到比冲,结果同样表明收敛喷管的比冲增益最大(18.67%),且数值模拟和实验的结果基本吻合。分别采用理想性能模型和热力循环模型研究环境压力对PDRE比冲的影响。结果表明,在环境压力小于1 atm时,两种模型的分析和数值模拟均呈现不同的结果,因此低压环境下发动机的比冲影响规律有待进一步实验验证。     

水下两相冲压喷射发动机性能的数值模拟研究

为了对水下两相冲压喷射发动机的性能进行理论研究,分别对扩张段、混合腔及喷管进行分析并建立了物理模型.基于双流体模型,采用变步长的Runge-Kutta法进行了喷管内泡状流计算.综合各部分计算结果求得发动机推力与推进效率.重点研究了混合腔与入口面积比(Am/Ai)、发动机入口面积(Ai)、通气量、航行速度及初始气泡半径对发动机推力及效率的影响.计算结果表明:发动机推力和效率均随着面积比Am/Ai的增大而增大;当Am/Ai保持不变时,推力和效率随入口面积Ai的增大而增大;推力随着通气量、航行速度的增大而增大,效率却随其增大而减小;气泡初始半径增大时,发动机推力及效率同时减小.这将为两相冲压喷射发动机设计提供一定依据.     

涡流阀式变推力发动机性能影响因素数值研究

先进的推力调节技术一直是固体火箭发动机发展的重要方向之一,利用旋流效应的涡流阀方案是固发推力调节的一种有效方式.文中采用建立的三维数值模型,对影响涡流阀式变推力发动机调节性能的几何结构、控制气流属性等因素开展了数值研究.计算结果表明:控制气流动量是影响推力调节性能的一个重要参数,推力调节比随着控制流质量流率和喷射速度的增加而增加;在一定控制流量下适当减小控制气流喷孔直径可以提高调节性能;减小涡流室高度可以一定程度上提高发动机调节性能,但是会增加气流与壁面的摩擦损失;增加涡流室半径可以提高调节性能,但是会增加发动机消极质量;由于分子量较小,氦气作为控制气流的工况比氮气作为控制气流的工况可以达到更高的推力调节比、更小的比冲损失;通过拟舍得到了控制流流量、温度与调节性能之间的曲线关系,在不变涡流阀发动机构型的条件下,可以通过公式预测不同流量、温度下的发动机性能.研究结果为变推力发动机设计与优化提供了参考.     

AZ31镁合金板条温热电磁成形实验研究

通过温热电磁复合成形的实验方法,在毛坯工件上磁压力载荷分布均一的条件下,研究AZ31镁合金板条在高速率温热成形条件下的变形行为,实验结果表明:坯料的变形高度和应变随放电电压的增大而增大,随放电电容的增大而减小;由于屈服强度和电阻率的综合影响,当温度低于150℃时,工件的变形高度和应变随温度的升高而有所增大,而当温度大于150℃时,工件的变形高度和应变随温度的升高而减小。     

温度与冲击荷载耦合下花岗岩动力性质

为考察岩石的热动力学特性,利用改进的分离式霍普金森压杆,对不同实时温度下的花岗岩试样进行了50~250 s-1应变率的冲击压缩试验.基于测试数据,研究发现不同温度下应变率敏感性有所差别,700℃时花岗岩抗压强度的应变率效应最弱,而峰值应变的率效应非常明显,弹性模量的应变率效应无明显规律,如20℃和700℃时,弹性模量表现出随应变率升高而增大的趋势,但300℃和500℃时,其随应变率的增大而降低;较常温状态,300℃时花岗岩的抗压强度变化不大,当温度升高到500℃时,花岗岩热损伤效应明显,其动态抗压强度与弹性模量均大幅降低,而峰值应变呈增大趋势.700℃时热损伤现象突出,抗压强度与弹性模量迅速降低;此外,还发现当温度升高时,不但岩石的破碎程度加重,而且岩样的颜色也发生改变.     

PA(66-co-6T)固相缩聚

以聚己二酰己二胺-对苯二甲酰己二胺(PA(66-co-6T))预聚物粉末为原料,研究固相缩聚法(SSP)制备高分子量含芳共聚尼龙.分别考察反应时间、氮气流量、反应温度和芳环含量等对固相缩聚的影响,结果表明:在反应初期,固相缩聚反应速率较快,反应6h后逐渐减慢;聚合产物的特性黏度随氮气流量增大而增大,当氮气流量大于60mL·min-1(空速5min-1)时,产物特性黏度趋于一定值;随反应温度的升高,产物特性黏度增大,但温度超过230℃后,产物会发生降解而使特性黏度减小,产物特性黏度随芳环含量的增加而减小,然而PA(66-co-6T)的热稳定性提高.     

装有脉冲爆震主燃烧室的燃气涡轮发动机热力性能计算

建立了用脉冲爆震燃烧室代替传统燃气涡轮发动机主燃烧室的热力性能分析模型,进行了装有脉冲爆震主燃烧室的混合式燃气涡轮发动机与传统燃气涡轮发动机在设计点的工作参数和性能参数的对比与分析,还比较了飞行状态改变时2种发动机性能变化趋势.计算结果表明:与传统燃气涡轮发动机相比,装有脉冲爆震主燃烧室的燃气涡轮发动机的单位推力提高27.1%,单位燃油消耗率降低21.3%;在飞行高度一定的情况下,随着飞行马赫数的增大,混合式发动机的单位推力减小,单位燃油消耗率增大;在飞行马赫数一定的情况下,随着飞行高度的增大,混合式发动机的单位推力增大,单位燃油消耗率降低;若使涡轮前燃气压力相等,则可以减少混合式发动机的压气机和涡轮的级数,减轻发动机的重量,提高发动机的推重比.     

高温对黏土砖砌体抗压强度影响研究进展

为给出黏土砖、砂浆和砖砌体高温力学性能的量化表达,论述了黏土砖、水泥砂浆、砖砌体等高温力学性能的研究进展,总结了现有研究存在的问题.分析表明,高温下黏土砖抗压强度随温度的升高而线性减小,历经温度为1 000 ℃时,高温下黏土砖抗压强度折减系数为0.53.历经温度不高于600 ℃时,高温后黏土砖抗压强度随历经温度的升高而线性降低, 600 ℃时黏土砖抗压强度约为常温下的56.2%.高温后水泥砂浆抗压强度随历经温度升高而降低,历经温度介于300~800 ℃且水灰比不大于0.45时,高温后水泥砂浆抗压强度折减系数随水灰比增大而增大;若水灰比大于0.45,高温后水泥砂浆抗压强度折减系数随水灰比增大而减小.黏土砖砌体抗压强度随历经温度升高而降低.建立了高温后黏土砖、砂浆及黏土砖砌体抗压强度计算公式.     

AZ31镁合金等温条件下组织演变及晶粒长大模型

对AZ31镁合金板材进行固溶处理,在150~450℃的温度范围内,研究等温条件下加热温度和保温时间对AZ31镁合金晶粒尺寸变化规律的影响。研究结果表明:当加热温度一定时,晶粒尺寸随保温时间延长而增大;保温时间一定时,加热温度在150~250℃范围内,晶粒尺寸随温度升高先增加再减小;温度大于250℃时,晶粒尺寸随温度升高逐渐增大。基于250~450℃实验数据,构建晶粒长大模型,并验证了该模型的准确性。     

高温下600 MPa级高强钢筋力学性能试验研究

为了研究高温下600 MPa级高强钢筋的力学性能,通过拉伸试验,研究了600 MPa级高强钢筋在20℃、150℃、225℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃和800℃等9种不同温度下应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度、极限强度、断面收缩率和伸长率等力学性能的变化规律.试验表明:随着温度的升高,钢筋断口剪切唇区逐渐规则;当温度为150℃时,600 MPa级高强钢筋应力-应变曲线仍然存在屈服台阶,而温度大于225℃时无屈服台阶;600 MPa级高强钢筋屈服强度、极限强度以及弹性模量随温度的升高而逐渐减小,伸长率随温度的升高而增大,断面收缩率随温度的升高是先增大后减小.最后基于试验数据,得到了高温下600 MPa级高强钢筋弹性模量、屈服强度、极限强度、断面收缩率和伸长率等力学参数随温度变化的计算公式以及高温本构模型.     

固体/液体火箭发动机环境下3D C/SiC喉衬烧蚀性能实验

分别使用固体和液体火箭发动机实验系统对C/SiC陶瓷基复合材料的烧蚀性能进行了考核实验,主要研究了烧蚀时间、粒子和温度对材料烧蚀性能的影响。实验结果表明:随着烧蚀时间加长,材料烧蚀性能有明显下降趋势;温度高于2 973 K时,烧蚀明显加剧,且温度越高烧蚀越严重;强氧化燃气环境下,大量的H2O加剧了材料的热化学烧蚀。     

知识产权专有性与科学数据共享性的冲突研究

运用冲突分析模型，对科学数据共享系统知识产权专有性和科学数据共享性所引发冲突产生的必然性从理论上进行论证。模型分析结果表明，该冲突属于非完全对抗性冲突，只要在共享系统中引入中立的协调人，并赋予该协调人一定的权利，就会出现稳定解，从而实现科学数据的共享。     

APDL语言实现钢筋混凝土错层节点非线性分析

针对现在流行的有限元软件ANSYS在进行钢筋混凝土非线性有限元模拟分析时经常遇到的若干问题,结合错层节点的试验结果分析,全面阐述错层节点非线性有限元分析全过程。主要解决了以下问题:(1)钢筋混凝土非线性有限元分析的基本思路;(2)如何采用APDL语言对钢筋和混凝土进行分离式建模;(3)如何实现钢筋和混凝土之间的粘结滑移模拟。     

腐蚀管道剩余寿命及参数灵敏度分析

考虑腐蚀速率的影响,改进了计算腐蚀管道失效压力方程,建立了管道腐蚀剩余寿命预测的概率模型,采用重要抽样法对其进行模拟,并通过目标可靠度指标确定管道的剩余寿命,提出了一种新的管道腐蚀寿命预测方法,并对管道的各项参数进行灵敏度分析,讨论了这些参数变化对管道失效概率的影响,得出径向腐蚀速率为缺陷管道失效的主要因素.     

空间观测任务调度子Agent的底层优化模型及算法

对于采用分层的主从Agent体系结构的航天器自主运行系统而言,各个子Agent可以单独设计,这样就大大减小了设计难度并提高了程序运行效率。对于每个子Agent而言,可以专注于底层模型和算法的设计。空间观测任务调度子Agent的任务是对空间观测任务进行调度,以使在有限的资源下,可观测任务最多,观测价值最大。针对这一子Agent,建立了优化模型来完成最优调度问题的建模。优化模型的目标函数为观测任务的优先级之和最大,优先级与观测任务的价值有关。约束条件包括观测机会约束、航天器资源约束等。采用基于遗传算法的启发式算法进行求解,建立了具有可扩展性的任务调度仿真演示系统,直观的演示了调度后的任务运行情况。     

基于线性回归分析的视频质量评估方法

文章提出了一种利用线性回归分析方法的无参考视频序列质量评估算法。该算法主要利用帧间编码帧的比特数和该帧与其参考帧的差异两个参数进行线性回归分析来评估视频质量。该方法不需要原始参考视频,算法简单。通过对标准视频序列的仿真实验,该算法可有效评价不同视频的编码质量,使用该质量评估方法测得的失真视频客观质量评分与其主观质量评分有很好的一致性。     

差额轮循的平滑输出算法研究

分组调度的基本方法有2种:基于优先级的方法和基于轮循的方法。一般的轮循算法对所有队列进行轮循调度,但是由于分组长度不固定,带宽公平性受到很大限制。而差额轮循算法(DRR)通过为每个队列分配带宽配额并且维护一个计数器的方法,解决了带宽分配的公平性问题,缺陷是不能以较为平滑的方式调度输出。文章通过在节点处加入基于网络演算的流量整形器,弥补了这一缺陷,从而使信息流更加平滑的输出,提高了网络服务质量。     

不可控发电运行过程分析与系统优化

内置式永磁同步电动机(IPMSM)弱磁高速运行时,逆变器开关管的信号突然消失会导致电动机系统处在不可控发电运行状态。此时,逆变器的续流二极管组成不可控整流桥,电流由电机通过整流桥整流,然后流向直流侧电池。文章首先建立了系统的数学模型,然后通过对系统运行过程进行仿真分析,求得电池吸收能量值和整个过程反馈能量值。接着,为避免不可控发电对电池、电机、逆变器以及其它系统组成部分的损害和有效地对电池进行充电,对电路提出了改进措施。     

ACMC策略在多维数据挖掘处理过程中的应用

为了优化多维、多层次复杂数据流的数据挖掘处理过程,在层次分析法与数据挖掘理论的基础上,提出了"层次分析法构建挖掘模型(ACMC)"的一个全新概念。设计了ACMC策略的结构与流程,不仅提供了一个用来支持不同挖掘组件的集成平台,还为整个数据挖掘过程提供了一个流程可控的策略。目的是多方面、多层次对整个数据挖掘框架和不同处理模块的结合方法进行有效的改进。其中KPI和CSF的实例是整个数据挖掘结构的关键点和基础,模型的学习和评估被视为整个数据挖掘这个"大机器"的"引擎"。这些"引擎"产生的影响因素将直接影响到最终的决策。最后对ACMC建模的有效性进行了验证。ACMC从战略高度、技术水平以及不同的抽象层面为数据挖掘处理过程提供了一个有效的策略。     

求解RANS方程的高阶间断Galerkin方法研究

基于二维结构网格,对间断Galerkin方法(DGM)求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程进行了研究。根据混合有限元方法的思想,引入辅助变量,对粘性项中的高阶导数项进行降阶处理,再应用DGM对辅助变量方程和降阶后的RANS方程进行联立求解。对平板层流流动进行了数值模拟,结果表明,随着逼近多项式次数的增加,速度型和摩擦系数更加接近Blasius解。此外,还引入了Bald-win-Lomax湍流模型,对NACA0012翼型跨音速粘性流场进行了数值模拟,与实验结果进行了对比,进一步验证了算法的可靠性。