基于遗传算法的导管-气室系统参数优化研究

导管-气室系统可以引发水力共振,提高脉冲射流的强度。影响水力共振的 主要因素有导管长度、导管内径、喷嘴出口内径、调制频率和气室初始容积等,采用搜寻的方 法无法获得最优解。遗传算法具有隐合并行性和全局解空间搜索的特点,利用遗传算法能 有效地对导管-气室系统的主要参数进行优化设计,获得最优解来指导实验装置的设计。     

短导管－气室水力共振模拟分析研究

导管－气室系统可以引发水力共振,增强脉冲射流的功能。对于导管很短的系统,其水力状态可用单一的微分方程表述,用有限差分方法和迭代法求解,并用计算机模拟。水力共振的条件及强度取决于诸多因素,可用搜寻的方法寻求和分析研究。模拟研究为实验研究提供依据和指导。     

用气室增强脉冲射流功效的数学模型研究

高压射流日益广泛地运用于切割、清洗和开采等领域。简述高压射流的发展情况,提出用气室加剧水力扰动以增强脉冲射流功效的设想;基于瞬变流理论,建立导管－气室系统的管流瞬变方程、导管起点边界条件方程和导管终点组合边界条件方程。用计算实例表明,在某种条件下,系统会发生水力共振,脉冲射流的功效可以显著增强。     

带空气室脉冲水射流系统通用分析法

针对所提出的用空气室引发水力共振以增强脉冲水射流的设想,应用水力瞬变特征线解法,建立系统的数学模型,差分网格只取脉冲源、空气室和喷嘴3个边界点,采用变时步法解算。这种方法具有灵活性大、受限制小、便于使用的突出优点。     

万向铰传动旋转轴的横向振动特性分析与仿真

为进一步考察万向铰传动旋转轴的动力学特性,利用欧拉方程推导出由万向铰运动约束描述的旋转轴系横向振动模型。通过模型求解得出该系统可能存在的多种共振模式,对从动轴横向振动的超谐波共振、主共振进行稳定性分析,并对其振动响应进行数值仿真分析,验证了稳定性理论分析结果的正确性。研究表明:系统超谐波共振及主共振的稳定性条件与支撑轴承安装位置、从动轴转动惯量、输入扭矩、轴承弹簧刚度以及阻尼等因素有关;加大轴承距万向铰中心的距离、增加轴承弹簧刚度与阻尼系数等,均可导致超谐波共振或主共振的非稳定区扩大;系统在对应中心频率附近容易发生共振。     

小型核磁共振陀螺无磁加热线圈设计与仿真

针对小型核磁共振陀螺原子气室加热与剩磁抑制要求,设计了一种用于毫米级原子气室的无磁加热线圈。利用热-磁仿真分析了加热线圈结构参数和加热电流对原子气室温度和剩磁的影响规律。针对给定的原子气室加热方案,开展了加热线圈结构和电流参数优化。设计结果表明：原子气室内部最大直流剩磁<0.3 nT,所设计的加热线圈和方案满足样机气室无磁加热要求。     

发射车多轴连通式油气悬架的连通耦合效应

重载导弹发射车多使用4轴连通式双气室油气悬架,为了研究其连通耦合效应,以便对发射车设计进行参考。在2轴连通式油气悬架数学模型的基础上,基于AMESim软件分别建立2轴/4轴连通式双气室油气悬架系统的仿真模型,在几种不同信号频率与相位激励下分析了多轴连通式双气室油气悬架系统的连通耦合效应影响。结果表明:连通式油气悬架在低频激励作用下具有明显的阻尼特性。4轴连通式悬架系统与2轴连通式悬架系统相比,其外特性具备明显优势。连通式油气悬架系统受低频激励时外特性表现比较激烈,而在受高频激励时外特性表现良好,这说明系统在处于高频环境时更能衰减系统的不同步振动。     

基于FAST方法的核动力装置非能动系统全局参数敏感性分析

为提高核动力装置非能动系统参数敏感性分析的精度和效率,实现更加精确的非能动系统热工水力行为分析、识别对系统运行有重要影响的因素,因此采用FAST方法以某型非能动余热排出试验系统的热工水力模型作为算例进行了全局参数敏感性分析研究。分析结果表明:电加热功率、冷凝器换热管污垢因子、热阱温度、热阱压力这4个参数对系统行为的影响较为显著,需在系统优化设计、运行管理过程中进行适当改进、监测。     

随机共振技术在微弱舰船轴频电场信号检测中的应用

针对在强背景噪声中检测微弱舰船轴频电场信号的问题,提出了基于随机共振技术的检测方法.首先,介绍了随机共振利用噪声增强信号能量从而提高信噪比的基本原理,并在此基础上给出了利用随机共振检测微弱周期信号的模型.然后,将低信噪比的船模轴频电场测量数据输入到检测模型并对输出信号作功率谱分析,结果表明:随机共振技术能十分有效地从复杂背景噪声中检测出微弱舰船轴频电场信号,在微弱信号处理领域相比传统方法具有很大的优势.最后,结合检测实例,初步分析了系统参数对随机共振系统输出信号频谱分布的影响,为随机共振技术的进一步工程应用打下了良好的基础.     

随机共振用于非周期信号处理的仿真

介绍了双稳系统及其数学模型,给出了该系统应用于非周期信号处理的应用模型,进行了仿真实验并给出了实验结果。在此基础上,对非周期随机共振信号处理的物理机制进行了分析。结果表明,非周期随机共振信号处理与传统的周期随机共振信号处理的机制类似,也是信号、噪声和双稳系统共同作用的结果。     

一种空气加热器的三维流场数值仿真

为进行超燃冲压发动机试验,设计了空气加热器,对其内部流场进行了仿真并与热试车结果进行了比较验证;计算结果表明,所设计的加热器在结构方案和总体性能方面基本满足设计要求,喷注器喷入的空气降低了冷却面板的温度,燃烧室轴向入口空气能有效保护燃烧室内壁,仿真结果对于加热器的改进设计也起到一定的指导作用.     

Effects of module number and firing condition on charge thermal safety in gun chamber

Thermal safety of modular charge which is fed into and retained in the chamber after gun fires consecutively is first investigated with cook-off method.A two-dimensional cook-off model of modular charge in gun chamber is established and the cook-off process of modular charge in gun chamber is numerically simulated.Then the effects of module number and firing condition on charge thermal safety are evaluated by researching the cook-off response characteristics of modules.The results show that,under conditions of different module numbers the cook-off responses all occur on the module closest to the boundary of missile,and the single-base propellants located at the inner surface of cartridge ignite first.When the number of loaded module changes from 1 to 6,the cook-off response temperatures vary little,only in a small range of 478.1 K-482.4 K.The cook-off response times decrease logarithmically in the range of 211.2 s-166.7 s with the increasing length of residual air gap in gun chamber.The simulation results are well matched with the experimental data.Furthermore,different firing conditions have great influence on the cook-off response time,minor influence on the initial response position and little in-fluence on the response temperature.Under the three conditions of consecutive 32 launches with 5 rounds/min,43 launches with 1 round/min,and 41 launches with different firing frequencies,the cook-off response temperatures are 479.2 K,481.1 K and 479.9 K respectively and the response times are 709.2 s,211.2 s and 214.4 s respectively.The response position is near the middle area of the inner cartridge surface in the former condition and near the right area in the latter two conditions.     

高精度液压系统压力波传递速度在线测量试验

管内流体压力波传递速度是分析研究液压系统稳定性和动态品质的基础物理参数。从传输管路波动方程出发,推导三传感器测量原理,引入Foster等价剪切系数模型,对液压管路中各种影响因子进行高精度估计,采用Newton-Raphson迭代法减小数据处理误差,精确计算压力波传递速度。基于理论推导,搭建液压管路压力波传递速度在线测量试验平台,用MATLAB软件编程,实现了液压系统多种工况下压力波传递速度的精准测量与计算。试验结果表明：系统在典型的工作压力20 bar、50 bar、75 bar和100 bar下,压力波传递速度大约分别为1 320 m/s、1 338 m/s、1 363 m/s、1 380 m/s,所测结果在置信水平为95%的波速区间内误差在±1%范围内;管路压力波传递速度大小随工作压力的升高而增大,并依据试验结果给出了二者之间的函数关系;精确计算压力波传递速度需考虑管路材料对系统柔性的影响。试验和分析结果对液压系统管路压力波传递速度在线测量和预估具有重要指导意义和参考价值。     

超音速环形引射器空气引射启动特性试验

建立了超音速环形引射系统,对环形引射器空气引射启动特性进行了试验研究.试验结果表明:管道马赫数越大,则系统启动压强越高,同时盲腔真空度越高;混合室收缩比越小,系统启动压强越低;若管道马赫数较大,而第二喉部长径比和亚音速扩压段面积比过小,引射器启动过程可能不稳定,甚至无法启动;混合室收缩比、环型引射器扩压管道参数对盲腔压强无影响.     

Effect of projectile parameters on opening behavior of PELE penetrating RC target

When a penetrator with enhanced lateral effect (PELE) impacts on a reinforced concrete (RC) target, the target is damaged with a large opening. An understanding of how PELE projectile parameters affect the opening dimension, is essential for effective design of the PELE projectile. In this study, under the condition that the impact velocity and target parameters (strength and thickness) were fixed values, the important influence factors of the PELE (jacket wall thickness B, jacket material strength Y1, filling material strength Y2 and angle of monolithic jacketθ) were determined by a dimensional analysis. Tests and simulations of the PELE penetrating the RC target were conducted to analyze the influence of these factors on opening diameter ((D), an equivalent diameter under relative kinetic energy). Based on the test and simulation results, it is found that the influence of these factors B, Y1 andθon the deformation mode of the jacket shows a similar trend:as values of the three factors decrease, the jacket deforms from small bending deformation to large one, and then to curling deformation. This causes the opening diameter to first increase with the decrease of these three factors, and then decreases. It is well known that the bending resistance of the jacket is related to these factors B, Y1 andθ. Therefore, a plastic limit bending moment (M0) of the jacket was quoted to characterize the influence of these factors on the bending deformation of the jacket and the opening diameter of the target. The influence factor Y2 causes (D) to first increase with the increase of Y2, and then decreases. A formula was developed to predict the opening diameter, whose influence parameters were considered in a dimensionless way. It has been shown that the dimensionless opening diameter (D)/d1 is dependent on two dimensionless parameters Q = (d31fc/M0) and G = (fc/Y2), where d1 and fc are the outer diameter of the projectile and the compressive strength of the target, respectively.     

多孔介质中气体流量对流动阻力影响的实验研究

对空气在多孔介质(Pd/SiO2颗粒催化剂)中的流动阻力特性进行了冷态实验,研究了气体流量对流动阻力的影响.结果表明:催化剂厚度一定时,随着气体流量增大,多孔介质中的流动阻力也逐渐增大.经过与经典阻力计算公式对比,分析了偏差影响因素.最后,结合实验数据拟合出了适合管式反应器中流动阻力计算的半经验公式,能精确地预测颗粒填...     

固体燃料冲压发动机两种内旁路构型燃烧性能数值分析

使用数值模拟方法对比分析了环型通道与齿轮型通道两种内旁路构型的燃烧性能,固体燃料为丁羟,燃烧采用总包反应,反应速率由涡团耗散模型计算.研究发现,环型通道在补燃室头部产生突扩回流区,仍为扩散燃烧;齿轮型通道在补燃室头部产生对称的涡结构,能够增强未燃烧燃料与旁路空气的掺混效果,且总压损失与环型相当,综合燃烧性能较好.     

管道瞬态激振响应管长的计算

在水击压力波沿管道传播的过程中,遇到内部流场边界时,就会对管道产生激振响应,从而引起管道的振动。针对管道的激振响应,分别从水击波的简化模型和考虑管道和流体相互作用的固液耦合模型,推导了管道瞬态激振响应中的激振部件间隔管长计算公式,分析比较了简化模型和耦合模型的不同,并且提出一些防止共振的方法。     

天然气在土壤中泄漏的稳态温度场分析

埋地高压天然气经小孔泄漏会导致土壤冻结形成冻土,应用一元气体动力学、流体力学和传热学知识建立了天然气小孔泄漏吸热率模型和土壤稳态温度场模型,并进行了实例计算。结果表明：当天然气输送压力小于临界压力,小孔泄漏吸热率随压力的增大而增大;当天然气输送压力大于等于临界压力,小孔泄漏吸热率达到最大值;冻土厚度随土壤热导率或空气对流传热系数的增大而减小,但土壤热导率对其影响较小,空气对流传热系数对其影响较大。