气态煤油超声速燃烧简化化学反应模型

为探究超燃冲压发动机燃烧室中煤油燃料燃烧的化学动力学过程，综合采用敏感性分析方法与路径分析方法，针对RP-3航空煤油三组分替代燃料的详细反应模型进行简化，建立一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的新型26组分89反应简化燃烧反应模型。采用该简化燃烧模型对RP-3航空煤油替代燃料的点火、燃烧特性进行数值模拟，并与详细反应模型结果和试验数据进行对比校验。此外，将该简化燃烧模型与超声速燃烧流场计算方法相结合，数值分析了典型超燃冲压发动机燃烧室流场内化学动力学特性。研究结果表明：新型简化燃烧反应模型在不影响数值模拟精度的前提下，有效减少了反应组分与反应方程个数，提高了超声速复杂燃烧流场的数值模拟效率，并且能够准确获得烯烃、炔烃等重要中间燃烧产物以及小分子活性基团的空间分布规律，给出更全面的流场信息。     

基于敏感性分析的贫燃甲烷氧化反应简化机理

以GRIMECH 3.0详细反应动力学机理为基础,计算了贫燃甲烷氧化时各个基元反应对关键中间组分的生产与消耗贡献,并利用敏感性分析的方法研究了甲烷氧化过程中各基元反应对整体反应速率的贡献程度。在确定主反应路径的前提下,构建了包含16种组分,31步反应的甲烷氧化的简化反应动力学机理并与详细机理做了比较。该简化机理主要适用于当量比0.2以下的极端贫燃工况。     

利用敏感性分析方法简化的贫燃甲烷氧化反应机理

以grimech 3.0详细反应动力学机理为基础,计算贫燃甲烷氧化时各个基元反应对关键中间组分的生产与消耗的贡献,并利用敏感性分析的方法研究甲烷氧化过程中各基元反应对整体反应速率的贡献程度。在确定主反应路径的前提下,构建包含16种组分、31步反应的甲烷氧化的简化反应动力学机理,并与详细机理做比较。该简化机理主要适用于当量比在0.2以下的极端贫燃工况。     

基于敏感性分析的DF化学动力学模型的简化

基于两种燃料体系下的DF详细化学反应动力学模型,利用敏感性分析的方法,分别提出了相应的简化反应机理.简化过程中发现,仅考虑DF“冷反应”泵浦过程,忽略掉高振动激发态,忽略掉D2和DF分子的离解复合反应对整个系统影响不大.DF分子之间以及DF与D、D2、HF之间的能量转移反应具有较高的敏感性.简化机理在有效概括DF化学反...     

基于动力学和扩散分段控制的Mg/H2O反应模型及数值分析

为了数值研究宽广温度范围内Mg/H2O的反应特性,分别建立了考虑部分MgO在液滴表面凝聚的Mg/H2O扩散燃烧模型和基于Arrhenius公式的Mg/H2O反应动力学模型.数值研究了Mg/H2O反应速率在扩散控制和化学动力学控制下随反应条件变化的规律.研究结果表明,Mg液滴扩散燃烧时间计算结果与文献值相符;提高温度和水...     

含水乙醇燃烧的对冲扩散火焰数值研究

为加深对低浓度乙醇燃气发生器燃烧过程化学动力学过程的理解,分析水组分在燃烧过程中所起的作用,利用对冲扩散火焰模型对不同浓度下的火焰结构进行了数值分析,并虚拟了一种惰性水组分以区分物理机制和化学机制对燃烧过程产生的影响.研究结果显示,随着乙醇浓度的不断降低,火焰锋面呈现出向燃料侧的整体移动趋势;随着浓度向极限浓度的趋近,...     

基于方差的全局敏感性方法在空战效能分析中的运用

全局敏感性分析方法,是分析输入不确定性对输出影响的主要方法.介绍了基于方差的全局敏感性分析方法的概念和特点,对其敏感性指标定义和基于蒙特卡洛的计算方法进行了详细说明.结合作战效能分析中参数相关的特点,提出相关输入的抽样方法.利用上述方法对一种空战效能模型的输入和主要假设进行分析,得到了输入变量的重要度排序和变量间的主要交互效应.     

狭长密闭空间油气爆炸燃烧数值研究

基于不同控制机理制约不同反应步骤的分步反应燃烧机理,建立了RNG k-ε湍流模型和层流有限速率/涡耗散燃烧模型直接耦合的燃烧模型,采用TVD有限体积法,对充满等体积油气预混气的狭长密闭空间油气爆炸燃烧发生与发展过程进行了数值模拟.为了验证模型的正确性,根据计算结果分析了爆炸流场出现的火焰、压力波和化学反应等特征.所得计...     

某型榴弹发射器的动力学建模与分析

为研究某型榴弹发射器的动力学特性,对其虚拟样机模型的建立展开研究。根据其机构运动原理,进行了必要的简化与假设,添加了相应的约束副,分析了关键部件的受力情况,计算了内膛合力,确定了射手和土壤边界条件的施加方法,采用静载与动载实验研究了橡胶缓冲部件的本构关系并确定了其合适的作用力添加方法。根据仿真结果,分析了自动机与机匣的运动曲线,与试验数据作了对比,误差在允许范围内。研究结果表明,试验的方法得到橡胶部件作用力,保证了模型的精度,动力学仿真模型满足精度要求,为武器系统的后续研究打下了良好基础。     

溅板式层板喷注单元燃烧特性数值分析

为了获得喷注单元结构参数对喷注器燃烧特性的影响规律,利用数值分析方法对单喷嘴溅板式层板喷注单元气-气燃烧特性进行研究,考察燃烧室特征长度及出口层喷嘴宽度对气氧/甲烷流动及燃烧特性的影响。在求解气-气燃烧流场方面,采用带化学反应的湍流N-S方程进行描述,其中化学动力学反应模型采用简化的单步9组分模型。研究结果表明:燃烧室特征长度的增大有利于特征速度效率的增加;该条件下采用溅板式层板喷注单元所对应的燃烧室特征长度约为600 mm。对比分析发现,出口层喷嘴宽度取0.15 mm时,水组分摩尔分数与热力计算值差别最大;当其值取1.05 mm时,燃烧室头部区域截面温度上升最快,取0.45 mm时上升最慢。总的来说,出口层喷嘴宽度取0.75 mm时,燃烧长度最短,燃烧效率最大。     

An experiment evaluating how the tiny mass eccentricities in spin-stabilized projectiles affect the position of impact points

This study investigates and quantifies some possible sources affecting the position of impact points of small caliber spin-stabilized projectiles (such as 12.7 mm bullets). A comparative experiment utilizing the control variable method was designed to figure out the influence of tiny eccentric centroids on the projectiles. The study critically analyzes data obtained from characteristic parameter measurements and precision trials. It also combines Sobol's algorithm with an artificial intelligence algorithm—Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS)—in order to conduct global sensitivity analysis and determine which parameters were most influential. The results indicate that the impact points of projectiles with an entry angle of 0° deflected to the left to that of projectiles with an entry angle of 90°. The difference of the mean coordinates of impact points was about 12.61 cm at a target range of 200 m. Variance analysis indicated that the entry angle — i.e. the initial position of mass eccentricity — had a notable influence. After global sensitivity analysis, the significance of the effect of mass eccentricity was confirmed again and the most influential factors were determined to be the axial moment and transverse moment of inertia (Izz Iyy), the mass of a projectile (m), the distance between nose and center of mass along the symmetry axis for a projectile (Lm), and the eccentric distance of the centroid (Lr). The results imply that the control scheme by means of modifying mass center (moving mass or mass eccentricity) is promising for designing small-caliber spin-stabilized projectiles.     

综合系统多重递阶控制设计方法(三) 空-地轰炸模态协调控制器设计方法

基于综合系统的多重递阶控制结构,研究了空-地轰炸模态的协调控制器设计方法。综合系统控制结构是根据综合系统的子系统之间的功能耦合作用确定的。基于该结构,提出了航迹准稳态运动和运动解析关系组合的协调控制器设计方法。采用所提出的设计方法,基于某验证机的控制增稳系统,设计了空-地轰炸模态的综合飞行/火力控制系统。仿真结果表明,所设计的综合控制系统获得了良好的动态性能,所提出的协调控制器设计方法是可行的。     

一维结构瞬态响应分析的传递函数方法

本文给出了一种求解一维结构瞬态响应问题的解析方法。通过对控制方程及其定解条件进行Ｌａｐｌａｃｅ变换，将问题写成状态空间形式，用传递函数法求得统一形式的解析解。通过Ｌａｐｌａｃｅ逆变换求得结构在时域内的瞬态响应。文中给出了一些一维结构动力响应问题的算例。     

二维水翼空化流动的数值模拟

基于RANS方程,结合不同湍流模型与空化模型对粘性流中二维NACA66012模型水翼附近流场进行数值计算与模拟.计算得到固定攻角、固定来流速度时升力系数和阻力系数随空化数的变化规律以及固定空化数时升力系数随攻角的变化规律,并对相应流场进行分析.在二维水翼空化流动的准稳态模拟中,重点对比分析了不同湍流模型、空化模型对空化流动模拟结果的影响,并将计算结果与实验数据进行比较.研究结果表明,在二维水翼附近空化流动的数值模拟中,采用k-ω湍流模型和均相流空化模型计算得到的结果与实验数据吻合较好.最后,采用分离涡模型对不稳定的空化流动进行了瞬态模拟,并得到空化流动的变化规律.     

Revisiting inspection game and inspector leadership through reaction networks

The inspection game is a two-player noncooperative game that models a situation where an inspector verifies whether the inspectee complies with the rules (on the assumption that the inspectee has the tendency to violate at least one of the rules). The usual approach in the analysis of this game seeks to find an optimal strategic inspection scheme for each of the two players yielding favorable payoffs. Recently, there have been some developments in the study of such games that use a mathematical structure known as reaction network involving a set of molecular species and the existing reactions among these species. In this paper, we use a reaction network to analyze the inspection game giving an alternative way of modeling the social situation. The molecular species play the role of the players' decision moves and their resulting gain or loss, while the reactions are the encounters of the decisions of the players which, as expected, yield payoffs. We reexamine the dynamics of the inspection game through the lens of reaction network theory and consider various situations that call for more detailed analyses such as equal or unequal reaction rates and inspection leadership. Conditions concerning reaction rates, initial population of decision species, benefits, and costs are determined in order to identify strategies that yield better payoffs both for the inspector and inspectee. These results illustrate practical insights rooted from the formulated simple game models.     

NUCLEAR PROLIFERATION

As the potential for the involvement of corporations in the manufacture of nuclear weapons has increased, particularly through dual-use technology, global regulation has failed to keep pace. Where regulation of private corporations does exist, in the form of treaties, UN resolutions, or more informal arrangements, the obligations fall only on states. This state of affairs is a result of international law's traditional deference to state sovereignty; yet, it has led to significant shortcomings in the global regulatory regime, where states are unwilling or unable to meet their obligations. While radical departures from the traditional model of international law might remove the regulatory gaps caused by noncompliant states, such changes are unrealistic in the current political climate. More realistic changes must be focused on, offering greater recognition of the role of private corporations in nuclear proliferation and increasing state compliance with existing regulation.     

22 nm全耗尽型绝缘体上硅器件单粒子瞬态效应的敏感区域

基于3D-TCAD模拟,研究了22 nm全耗尽型绝缘体上硅(fully depleted silicon-on-insulator,FDSOI)器件单粒子瞬态(single-event transient,SET)效应的敏感性区域。对比了使用单管和使用反相器来研究器件SET敏感性区域的方法,从而分析实际电路中重离子轰击位置对22 nm FDSOI器件SET敏感性的影响,并从电荷收集机制的角度进行了解释。深入分析发现寄生双极放大效应对重粒子轰击位置敏感是造成器件不同区域SET敏感性不同的原因。而单管漏极接恒压源造成漏极敏感性增强是导致单管与反相器中器件SET敏感区域不同的原因。修正了FDSOI工艺下器件SET敏感性区域的研究方法,与单管相比,采用反相器进行仿真,结果更符合实际情况,这将为器件SET加固提供理论指导。     

利用OH发射谱进行的高温低浓度甲烷着火研究

采用激波管进行低浓度甲烷和空气混合气的着火实验,通过测量压力和OH发射光谱,得到不同工况下的着火延迟,并与甲烷的详细反应机理计算结果作比较。结果表明:不同浓度下甲烷着火延迟的对数与温度倒数呈线性关系,着火延迟随甲烷浓度的降低而减少;贫燃条件下,采用详细动力学机理计算的表观活化能与实验数据拟合较好。