碳化材料三维烧蚀热响应有限元计算研究

针对碳化烧蚀热防护材料三维温度场计算问题进行了研究。采用弹簧松弛法模拟防热层表面后退运动,应用化学反应动力学模型描述材料内部热解过程,内部温度场计算模型考虑了防热材料的热传导、热解吸热、热解气体在碳化层内的流动以及热解气体与碳化层之间的热交换。对控制方程采用有限元方法进行离散,时间方向采用Newton-GMRES隐式迭代推进求解。将计算结果与经典程序的计算结果及实验数据进行了比对,初步验证了计算方法的可靠性,并通过球头算例展示了程序对三维问题的良好处理能力。     

三维烧蚀内部热响应数值计算研究

对热解型碳化复合材料三维烧蚀内部热响应数值计算关键技术进行了研究。采用碳化层—热解面—原始材料层模型,将热解气体与碳化层之间的对流换热处理为源项,通过有限元法建立移动边界条件下温度场求解方程组,采用Gauss Seidel迭代法计算热解气体质量流量和温度场。同时,研究和分析了三维烧蚀移动边界处理方法以及动网格生成方法。由于每个时间步都需要网格重划,烧蚀热防护数值计算对存储效率和计算效率要求较高,本文研究了内部热响应计算中影响存储效率和计算效率的主要因素,并提出了相应的压缩存储方案和求解方案。计算结果表明,移动边界处理方法准确合理;存储方案的存储效率较高;保持刚度矩阵和形函数矩阵正定对称性可以加快温度场计算的收敛速度。     

粒子侵蚀模型及粒子侵蚀下绝热材料烧蚀数值计算

从粒子动力学参数出发,分析了粒子与炭化层相互作用机制,导出计算粒子对炭化层作用力,再根据强度理论,推导出粒子对炭化层的侵蚀模型。应用该模型,对实验发动机中粒子侵蚀下的绝热材料烧蚀进行了数值计算,计算中采用了燃气流动与烧蚀耦合计算方法,计算结果与实验结果基本一致,表明所建立的粒子侵蚀可用于固体火箭发动机中粒子侵蚀下绝热材料烧蚀的预估。     

航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护数值仿真研究

对航天器再入全过程轴对称烧蚀热防护进行了全过程数值仿真研究.采用修正Lees驻点热流密度方法和参考焓方法计算再入热流密度.采用JANAF模型计算烧蚀率.利用有限元法计算钝锥体再入航天器烧蚀层在移动边界条件下的轴对称温度场.采用碳化层-热解面-原始材料的轴对称碳化烧蚀模型;推导了热解气体流量计算方法.针对再入飞行大热流密度条件下,用有限元方法求解瞬态温度场时会产生的时间和空间上解的振荡问题.通过分析温度振荡现象产生的原因,采用集中热容矩阵向后差分方法解决振荡问题.计算结果表明,在时间步长选择合适的情况下,求解集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题,同时烧蚀率和温度场计算比较准确.     

不同燃气环境下硅橡胶绝热材料烧蚀特性试验研究

在气相燃气环境、含Al2O3两相燃气环境中,对硅橡胶绝热材料开展了烧蚀试验研究,分析了不同燃气环境下燃气流速对材料的炭化烧蚀率、炭化层结构特征及炭化层成分分布的影响.试验结果表明,炭化层及热解层膨胀幅度很大,导致的热传导路径增长不可忽略;在烧蚀发动机高温燃气环境中,燃气流速增大对炭化层有明显减薄作用,热解气体溢出受阻对炭化层产生的内压作用以及热应力可能使炭化层结构破坏,炭化层主要成分的摩尔含量沿厚度方向有基本相同的变化趋势;富氧环境中的炭化烧蚀率最大,且烧蚀机理与烧蚀发动机环境有较大区别.     

以基于孔隙结构特征的EPDM绝热材料热化学烧蚀模型

基于对绝热材料烧蚀实验结果的观察和分析,从EPDM绝热材料炭化层微观孔隙结构特征出发,综合考虑多孔结构炭化层内的流动、传热及烧蚀过程,建立了基于炭化层孔隙结构特征的绝热材料热化学烧蚀模型和相应计算方法;对EPDM绝热材料的热化学烧蚀过程开展了数值计算,并将计算得到的质量烧蚀率与烧蚀发动机实验结果进行了比较,结果吻合较好。     

喷管内衬碳／酚醛的烧蚀模型

本文根据气动热化学烧蚀机理建立了固体火箭喷管内衬碳/酚醛的炭化烧蚀模型,并进行了扩张段的烧蚀率和温度分布预示计算.碳/酚醛受热时形成炭化层、热解层和基体层,主流和热解气体中具有氧化性的组分在表面与碳发生异相反应,材料的消耗带走了大量的热,有效地保护了基体.采用化学动力学控制的三方程模型、建立了化学反应质量计算方程;采用多层复合结构的瞬态导热方程和坐标变换的方法处理烧蚀移动边界,温度场计算方程;由壁面上的能量守恒关系,取得了烧蚀和温度场的耦合.通过计算,获得了烧蚀率、壁温随时间和沿喷管扩张段长度的变化,以及喷管扩张段材料内部的温度分布.导热方程用隐式格式求解,大大节省了计算机时.     

基于热解过程的变热物性碳/酚醛能量扩散数值研究

为了研究碳/酚醛材料内部能量传递以及体积烧蚀过程,基于热解动力学模型,提出了碳/酚醛复合材料热物性随温度和时间的变化模型。通过热解过程中材料本身不断发生变化的密度来反推酚醛树脂、炭纤维、树脂碳以及材料孔隙的体积比,以此来推断材料的瞬态物性参数。在该前提下,常用的碳/酚醛三层模型中的分层结构可在程序内部通过对密度的判定来获取,实现了传热烧蚀的耦合计算。研究结果表明,在受热初期,热解层厚度及材料质量损失速率迅速增高;随着时间的推进,能量逐渐向材料内部进入,并在进入过程中同样由于热解吸热、气体逸出以及对外界热辐射在逐渐衰减,使得能量渗透速度减缓;仿真结果与氮气氛围下的激光烧蚀试验结果吻合较好。     

高硅氧/酚醛复合材料烧蚀环境下的吸热机理

通过分析高硅氧/酚醛复合材料烧蚀过程中的吸热机制,结合表面烧蚀理论和边界层空气动力学关系,应用质量引射影响系数的半经验公式,建立了烧蚀环境下吸热机理的理论预报方法,并利用氧乙炔焰动态烧蚀实验对该理论预报方法进行了验证。根据烧蚀过程达到稳态时烧蚀材料表面的能量守恒原理,推导了各吸热机理与总吸热量的比重关系,在给定的烧蚀环境工况下,预报了各吸热机理占总吸热量的比重。结果表明,熔融高硅氧纤维的蒸发吸热对总吸热量的贡献最大,所占比重为44.9%,是主要的吸热机制;材料的热容吸热和烧蚀材料向外界环境的热辐射占总吸热量的比重分别为22.3%和20.1%;树脂热解吸热所占比重很小,仅为1.0%,但热解气体引射进入边界层产生热阻塞效应占总吸热量的比重较大,为11.7%。     

固体发动机绝热材料烧蚀研究进展

为了总结固体发动机绝热材料烧蚀方面的研究成果，梳理未来的发展方向，本文对国内外相关研究进展进行了综述。首先概述了绝热材料烧蚀的基本概念与研究意义，然后从烧蚀试验方法与装置、绝热材料烧蚀特性与机理、烧蚀模型等三个方面，对国内外有代表性和创新性的研究进行了介绍和评价。分析表明，目前烧蚀研究呈现从宏观走向细、微观的趋势，对烧蚀各子过程的研究更加深入细致，更加强调烧蚀过程中流动、传热传质和化学反应等多物理过程的耦合。未来随着高能推进剂的研发与应用、纳米材料的发展以及对精细化模型需求的不断增加，绝热材料烧蚀研究将面临一些新的挑战，也将迎来新的发展机遇。     

基于照射箔条云的复合干扰原理分析

针对某些舰艇因雷达反射面积较大而实施质心干扰效果不明显的问题,提出了有源照射箔条云的复合干扰方法,增大了导弹末制导雷达接收到的箔条云回波信号强度,相当于增大了箔条云的散射面积,并通过仿真计算验证了此方法的可行性.     

VxWorks下设备驱动技术研究

讨论了实时多任务操作系统VxWorks下驱动程序原理及实现.在深入分析VxWorks操作系统的I/O系统及驱动程序调用过程的基础上,介绍了PCI/ISA设备驱动的实现,重点给出了驱动程序实现的关键代码,同时对提高驱动程序的性能进行了讨论.     

Magnetotactic bacteria on Earth and on Mars

Continued interest in the possibility of evidence for life in the ALH84001 Martian meteorite has focused on the magnetite crystals. This review is structured around three related questions: is the magnetite in ALH84001 of biological or non-biological origin, or a mixture of both? does magnetite on Earth provide insight to the plausibility of biogenic magnetite on Mars? could magnetotaxis have developed on Mars? There are credible arguments for both the biological and non-biological origin of the magnetite in ALH84001, and we suggest that more studies of ALH84001, extensive laboratory simulations of non-biological magnetite formation, as well as further studies of magnetotactic bacteria on Earth will be required to further address this question. Magnetite grains produced by bacteria could provide one of the few inorganic traces of past bacterial life on Mars that could be recovered from surface soils and sediments. If there was biogenic magnetite on Mars in sufficient abundance to leave fossil remains in the volcanic rocks of ALH84001, then it is likely that better-preserved magnetite will be found in sedimentary deposits on Mars. Deposits in ancient lakebeds could contain well-preserved chains of magnetite clearly indicating a biogenic origin.     

基于全相位的OFDM系统实现

OFDM是下一代无线通信的关键技术之一，而频率偏移会使OFDM的子载波失去正交性，同时给系统带来ICI，引起系统性能严重下降。针对这一情况，文章提出利用全相位FFT来解决频偏问题。全相位FFT利用自身的频谱分析功能来实现对信号相位和振幅的判决。经理论证明它的相位误差得到减少，且由频偏引起的泄漏远小于基于FFT的OFDM系统，同时振幅和频率通过全相位校正可以得到弥补；该技术还可以降低信道噪声对系统的影响。最后，通过实例仿真验证了该系统的性能是高于传统OFDM系统的。     

SAR欺骗干扰工程化设计研究

对SAR雷达的欺骗干扰研究在理论模型方面已经有了大量深入的研究,但对该领域在工程化设计方面的研究报道很少.首先给出了SAR欺骗干扰机的系统组成,然后分析了大数据量卷积模块的分段分相流水处理方法.在此基础上,给出了DRFM模块的硬件实现方案.结合硬件,提出了一种简单有效的闭环等效验证方法,并采集实际数据做了验证试验.试验效果证明了该硬件方案的有效性.最后,分析了SAR欺骗干扰机走向实用化所需的进一步研究的内容和方向.     

干部绩效考核中几个关键要素的思考

绩效是指工作人员在工作过程中所取得或形成的客观结果和能力的体现。管理学基本原理表明,绩效考核是以一定的量或度为标准对客观结果和能力进行综合系统的分析考核评价。本文以建立干部绩效考核评价指标体系为目标,以科学化、制度化、规范化为方向,探讨考核中的关键要素,即“德、能、勤、绩、廉、健”的内涵和相互关系。从而实现对干部绩效考核在理论与实践上的指导。     

AEKF在姿态确定中的应用研究

设计了加性扩展Kalman滤波器(AEKF),对卫星姿态进行了准确估计。针对四元数法描述卫星姿态所引起的信息冗余能使滤波误差协方差阵产生奇异,并导致滤波发散,为此提出了用协方差阵降维法解决该问题。仿真结果表明,应用本文设计的滤波器,能有效克服姿态敏感器的量测噪声,准确估计出卫星的姿态。     

基于word-VBA的试卷管理系统的实现

文章介绍了一种基于word—VBA的程序代码来创建、修改和调用word模板的功能函数、宏命令及自动图文集的方法,以实现试卷添加、调用和修改,从而完成各学科试卷的电子化管理,并将大量辅助工具界面化,大大提高出卷效率。     

CAN总线在卫星中的应用技术研究

串行总线由于其接口简单且适用于距离较远的分系统间进行数据交换 ,因此在卫星上得到广泛应用。本文介绍国内外空间应用的主要串行总线 ,分析CAN的主要特性 ,介绍CAN器件的发展方向 ,并对其用于卫星上的可行性进行了论述 ,同时给出了一种CAN总线的设计实例     

基于ATML的分布式ATS架构研究

自动测试系统ATS通用化是测试与诊断技术的重要发展方向,直接决定了系统的设计维护成本、技术寿命和测试诊断性能。现有的通用ATS主要采用集中式系统架构,系统维护成本和难度较高,信息互通性和通用化程度不理想。针对集中式ATS架构的局限性,设计并验证了一种基于自动测试标记语言ATML标准集、以网络为中心的分布式通用ATS架构。经验证演示实验,该架构较好地解决了仪器和系统的互换性问题,并通过发掘仪器的智能性,缓解了网络的延时问题和带宽压力,对构建通用ATS具有重要工程意义。