基于小波包方法的超声速气膜气动光学效应相干结构

当高速成像制导导弹在大气中飞行时,其光学窗口承受着严重的气动加热。超声速气膜冷却方法可以有效地隔离外部加热,但是超声速气膜流动会引起光束退化,降低图像质量。为了研究超声速气膜气动光学效应,本文构建了主流马赫数为3.4,设计喷流马赫数为2.5,实际测得喷流马赫数为2.45的超声速气膜实验装置。利用基于纳米粒子的平面激光散射技术获得了高时空分辨率流场图像,并对气膜冷却流动的密度场进行重构,利用光线追迹法获取了对应密度场的光程差。通过将光程差分布和K-H涡对比后发现,光程差的波谷位置对应于涡卷的中心,而光程差的波峰对应于涡卷中心之间的连接部分。但是,随着涡结构的发展破碎,对应关系不再成立。根据超声速气膜NPLS流场图像结果,利用分形原理获取的分形维数结果,将其沿流向划分为三个区域,其对应平坦度分别为3.4,2.9,3.6,验证了区域2更适合进行相干结构提取。     

雷诺数对超声速气膜气动光学效应影响的实验研究

受到风洞实验能力的限制，高速飞行器气动光学效应实验很难与其实际飞行情况完全一致。雷诺数作为重要的相似准则数，在经典流体力学风洞实验中应用广泛，研究其对于气动光学效应的影响，对于建立气动光学相似准则具有重要意义。基于定理对可能影响气动光学效应的变量进行分析，证明了雷诺数是影响气动光学效应的一个相似准则数；通过创新性设计变雷诺数实验装置，可以实现喷流单位雷诺数在106~108 m-1范围内变化。通过选取八个典型的雷诺数，并利用BOS-WS（BOS-based Wavefront Sensor）技术测量了对应状态的光程差，通过函数拟合的方法得到了光程差的均方根值与雷诺数之间的幂函数关系式。通过对不同孔径下的测量结果进行对比和归一化处理可以发现，对于二维超声速气膜而言，观察孔径尺寸并不会对获取的规律产生影响。     

Real-time BOS实时密度场监测系统

为实现定量密度场测量技术的实用化和市场化探索,文中设计了一款实时密度场监测系统——Real-time BOS。该系统由相机和处理器组成,软件基于MATLAB开发,具有非接触测量、大视场监测、定量显示、简易便携和成本低等优势,市场前景广阔。     

RPV侧边破口条件下堆外蒸汽爆炸计算分析

针对实际过程中更有可能发生的压力容器（RPV）侧边破口条件开展蒸汽爆炸计算分析。根据经济合作与发展组织（OECD）发布的现象识别与重要度排序表（PIRT）,选取堆外蒸汽爆炸敏感性分析参数,使用MC3D软件建立三维局部破口和二维环状破口几何模型,对影响计算结果的重要参数（破口尺寸、堆坑水位、破口位置、触发条件、液柱碎化和液滴碎化模型）开展RPV侧边破口条件下敏感性分析,获得最恶劣计算工况条件。敏感性分析结果表明,在大破口失水事故（LBLOCA）工况下,当堆坑处于满水位、RPV发生二维侧边环状破口、接触堆坑侧壁面时触发蒸汽爆炸、采用CONST模型和Classical模型时,堆坑侧壁面的压力载荷计算结果最为保守,对堆坑和安全壳完整性威胁最大。      

基于LabView和Arduino的电视频道无线监视系统

设计了一种能帮助父母在另一个房间对电视节目进行监控的系统。系统使用基于 ATmega328P单片机的 Ardui-no UNO硬件平台处理红外脉冲信号,实现对不同红外信号的十六进制编码。蓝牙模块负责将编码后的信息发送至电脑,再由 LabView程序处理后实现电视频道的判读,从而实现对电视频道的无线监视。     

燃料棒相变导热模型开发与污垢传热恶化应用

污垢材料在堆芯中迁移和沉积，在包壳表面附着有可能引起传热恶化甚至出现燃料棒局部熔化现象。国内自主开发的压水堆燃料棒分析程序BIRCH暂未考虑潜热，保守假定芯块温度超过熔点3 K完全熔化，导致计算得到的芯块熔化份额非常接近放射物质释放超标验收准则，且存在陡边效应。为解决程序计算过于保守问题，本文采用固定网格等效热容法开发了燃料棒熔化相变导热模型。相比于焓方法，等效热容法仅需对热容进行特殊处理，对整体程序代码改动较小。但传统等效热容法在跨越相变区时易出现数值不稳定性问题，导致计算结果出错。本文首先对等效热容法数值不稳定性产生的原因进行分析，同时基于能量守恒原则建立预测-修正相变求解算法，改进现有等效热容法，并采用不同边界条件解析解、Stefan精确解和焓方法数值解对改进等效热容法进行验证。计算分析结果表明预测-修正相变算法可提升传统等效热容法计算稳定性，且与Stefan精确解数值误差在5%以内，将其应用到污垢传热恶化事故中可提升现有计算结果安全分析裕量。