液体火箭发动机基于模型的故障检测算法

针对泵压式供应系统液体火箭发动机的故障监控问题,建立了用于发动机故障检测的非线性动态数学模型,设计并实现了发动机系统的广义卡尔曼滤波器。利用新息序列的统计特性,进行了发动机故障新息检测算法的仿真研究,讨论了降低滤波器计算费用的方法以及置信度、自由度对检测算法性能的影响。本文的工作为进一步研究发动机故障在线实时检测算法奠定了重要基础。     

气动剥离液滴的附面层分析方法

本文根据附面层理论,对高速气流中的液滴,因气流和液滴表面相互作用而产生的气动剥离现象进行了分析,建立了气液两相附面层耦合问题的理论分析模型,得到了发生气动剥离时的最小气流速度的计算公式,为液体燃料在高速气流申雾化机理研究提供参考。     

基于非线性动力学的液体火箭发动机高频不稳定燃烧过程

采用非线性动力学方法对液体火箭发动机非线性高频燃烧不稳定工作过程进行了研究。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述,气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。用高压蒸发理论对火箭发动机喷雾过程进行了描述。采用计算燃烧学的方法对发动机燃烧室内的湍流两相燃烧过程的稳定燃烧状态和高频不稳定燃烧现象进行了数值模拟。通过分析和讨论,得出了火箭发动机高频不稳定燃烧过程的波动过程类似于奇异吸引子的结论。     

第二类曲面积分计算方法新探

首先对有向曲面∑1:z=z(x,y),(x,y)∈Dxy上的第二类曲面积分的计算进行了探讨,主要根据第二类曲面积分与第一类曲面积分的关系,通过计算有向曲面的法向量, 把被积函数转化为两向量的点积。然后利用曲面面积元素与坐标面上的面积元素的关系, 再转化为二重积分,简化了第二类曲面积分的计算。最后对其它形式的光滑有向曲面也进行了类似研究,都可直接转化为二重积分。     

化学实验废液的危害及其处理方法

通过对不同化学实验产生的废液的分析研究,提出了一些简单易行的化学实验废液的处理方法,便于学生实际操作,可减少对环境的污染,有助提高学生的环保意识。     

双重改性空心微珠的制备及表征

首先采用液相沉积碳化法对空心微珠表面进行无机改性,制备出表面无机改性空心微珠;再对无机改性空心微珠进行有机改性,制备出了双重改性空心微珠。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、热失重以及分光光度计法对双重改性空心微珠的制备进行了表征。结果表明：采用双重改性方法制备的表面改性空心微珠微观形貌仍为球状,微珠由灰黑色变为淡黄色;微珠表面的CaCO3属方解石相六方晶系;双重改性空心微珠中CaCO3质量分数约为7%,有机改性剂质量分数约为17%。双重改性空心微珠较之单纯有机改性空心微珠在500SN基础油中的分散稳定性能明显提高。     

弯曲致受抑全内反射式液位检测效应仿真实验分析

从传统的有损光纤结构的液位传感方法入手,深入研究塑料多模光纤传输过程中的包层模式下的弯曲损耗、受抑全内反射以及光能量耦合机理,在理论上揭示传感器效应的作用机制,从几何光学的理论出发,使用光线追迹方法,进一步模拟宏弯曲光纤内的光线传播路径,光纤受抑全内反射效应的能量变化机制,仿真结果与理论分析一致,搭建实验平台对前述理论分析和仿真模拟结果进行进一步的测试和验证。实验结果表明,该效应相对于传统有损光纤结构方法,可以进行高精度高灵敏度的稳定可靠液位传感测量。     

海拔对离心泵吸入性能的影响

海拔对离心泵吸入性能影响较大,但对应关系不明确。为定量分析海拔与离心泵吸入性能的关系,需进行泵高原工作吸入性能实验。海拔与真空度关系密切,利用控制泵吸入口真空度的方法,开展泵高原工作吸入性能模拟实验,获取各工况下泵吸入口持液率数据,并绘制曲线图。实验结果表明：海拔每升高500 m,泵吸入口持液率下降2%~5%;随着海拔的提升,泵吸入性能下降速率加快,工作状态趋于不稳定。     

液体储罐泄漏数学模型的改进研究

在液体储罐泄漏过程中,罐内压力是随泄漏时间变化的量,泄漏强度也随罐内压力而变化,但在已有对液体流泄漏数学模型的建构中,在后果计算时没有全面考虑罐内压力以及罐内液体闪蒸导致空间的物质量,获得的结果用于后果评价,就必然与实际情况存在偏差.应用数学方法,对液体泄漏模型进行改进,改进后模型把罐内压力以及罐内空间的物质量作为变量,可较真实模拟出泄漏时泄漏强度、储罐内气体压力及泄漏量随时间变化的大小情况,并模拟了孔洞液体泄漏,得出不太可能发生灾难性事故的结论.     

射流角度和壁面曲率对撞壁液膜的影响

射流角度和壁面曲率是空间液体火箭发动机液膜冷却设计的重要参数,通过实验研究了入射角和壁面曲率半径对射流撞壁液膜形态和液膜厚度的影响;实验中液膜厚度的测量采用探针法法测量。对射流撞壁的溅射现象进行的分析表明,射流由壁面附着状态转变为液滴飞溅状态的临界We数为214.1,射流撞壁后由附壁状态转变为溅射状态的临界入射角度为23.1°,根据液体火箭发动机冷却的需要可以选择合适的射流角度。