Impact of four dimensional assimilation of satellite data on long-range simulations over the Indian region during monsoon 2006

A number of experiments were conducted to study the impact of updating model basic fields by satellite data (Quick Scatterometer (QSCAT) surface winds and Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) temperature and humidity profiles) on long-range simulation during the Indian summer monsoon 2006. The Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research (PSU/NCAR) mesoscale model version5 (MM5) and its four dimensional data assimilation (FDDA) technique was used for the numerical simulations. The spatial distribution and temporal variation in model simulated basic meteorological parameters and rainfall were verified against the observed fields from National Center for Environmental Prediction (NCEP) analysis and Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), respectively. The overall analysis of the results from QSCAT surface wind assimilation as compared to control simulation (CNT; without the satellite data assimilation) suggest that a better representation of a single level wind field during model integration fail to make significant improvement in the model simulation both in the basic meteorological parameters and rainfall. The assimilation of temperature and humidity profiles from the AIRS during model integration significantly improved the rainfall prediction during monsoon period. It is found that the improvement in rainfall prediction is attributed to improved thermodynamics structure due to AIRS profile assimilation and the degree of improvement is more in temperature prediction as compared to humidity prediction. It is also found that the prediction over the regions, such as south west part of India and foothills of Himalaya, where a complex orography exists, is not significantly benefited from satellite data assimilation which highlights the need of improvement in the model in addition to a better representation of atmospheric state.     

KM5A空间环模试验设备研制

KM5A空间环模试验设备主要用于为航天器进行地面模拟试验提供真空、冷黑及太阳辐射等空间环境。设备主要包括真空容器、真空抽气系统、热沉、氮系统、测量及数据采集系统、外热流模拟系统等。文章概要介绍了该试验设备的系统组成、主要性能指标及关键技术。     

Al-Mg-Sc 和Al-Mg-Er 合金的组织与性能

采用铸造—轧制—稳定化退火技术制备了Sc含量为0.10wt％和Er含量为0.25wt％的两种Al-Mg合金薄板,研究了不同处理工艺下两种合金板材拉伸性能、剥落腐蚀性能和显微组织的变化规律.结果表明,两种合金冷轧板材稳定化退火过程中拉伸性能有相同的变化规律,即随着退火温度升高,板材强度下降而塑性升高,Sc含量为0.10wt％的合金350℃/1 h退火仍然表现出很强的抗退火软化能力,而Er含量为0.25％的合金当退火温度高于280℃后迅速软化;300℃/1 h退火条件下,含Sc合金和含Er合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为424 MPa、314 MPa、18.3％和350 MPa、177 MPa、29.1％;与此同时,随退火温度的升高,板材抗剥落腐蚀的能力也表现出相同规律性的变化,即200℃/1 h左右退火时剥落腐蚀最严重,随着退火温度升高,腐蚀抗力增加,两种合金板材经280℃以上1h稳定化退火后,合金板材可以获得较好的抗剥落腐蚀性能;其次,与Sc含量为0.25wt％的5B70合金相比,研制的Sc含量为0.10wt％合金综合性能接近5B70合金,而这种合金的Sc含量只有5B70合金的40％,能显著降低合金的制造成本,预示着低Sc含量的合金在航天领域有良好的开发应用前景.     

铝合金焊接结构的应力松弛及控制

针对生产现场大尺寸5A06-H112铝合金板箱形件拼焊制造过程中存在应力松弛的问题,对多种焊接工艺方法进行了研究.通过对不同焊接接头的力学性能试验、残余应力测试、焊接金相和硬度测量结果对比显示,铝合金焊接结构的应力变化存在先升后降的变化趋势,而TIG焊由于采用较小的线能量和多层焊,较MIG焊其应力松弛的程度存在差异.结果表明,增加焊后时效时间8～10d,并采用TIG焊技术将有效减小铝合金焊接结构的应力松弛,使端头下沉减少50％左右,满足了设计图纸的要求.     

基于5W1H的教育信息查询技术研究

针对教育信息基于互联网络的快速增长以及检索日趋复杂等问题,构建了基于领域本体的四层查询体系结构,采用5W1H分析法归纳了领域本体中的概念和关系,建立了基于5W1H的领域本体概念模型,重点研究了基于Jena的领域本体持久化技术和领域本体规则推理技术,设计了基于SPARQL查询规则和基于Jena推理规则的领域信息查询算法。以教师信息为例,采用Jena开发平台和MySQL数据库,实现了教师信息领域本体查询系统的精确查询、模糊查询和语义查询等功能。     

改善机床运动的五轴刀轨光顺方法

建立了五轴数控加工刀轨光顺优化模型,改善了线性插补方式下拐角过渡运动中的机床加速度情况。考虑了5个轴加速能力的差异,以轴加速度比,即轴实际达到的最大加速度与其允许最大加速度的比值,来衡量轴的加速度情况,以5个轴加速度比的平方平均数在整体上衡量机床的加速度情况,降低该值可提高机床运动平稳性。采用最短距离线法在初始刀轨的各切触点处建立了刀轴偏航角和俯仰角的可行域,使光顺后的刀轨满足残高和无过切要求。实例表明:该方法可有效光顺五轴数控加工刀轨,改善机床加速度情况,提高机床运动平稳性。      

N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺的合成

研究了N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺的合成方法。该法先在室温条件下以邻苯二甲酰亚胺与氢氧化钾反应合成了邻苯二甲酰亚胺钾。然后在70°C条件下,以邻苯二甲酰亚胺钾作为亲核试剂,与2-氯-5-氯甲基吡啶发生缩合反应,制备了N-(6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺。缩合产物再经过硝化,合成N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺,其熔点为143.1~143.8°C,收率为90.5%。用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNM R)、气谱-质谱(GC-M S)解析以确定中间体和产物的结构;用高效液相色谱测定合成产物的含量。实验结果表明合成了具有较高含量和较高收率的产品。     

一种腿臂融合四足机器人设计与分析

设计了一种腿臂融合的四足机器人,其具有腿臂功能复用的分支,不仅可以实现行走,还可以进行操作。对该机器人的行走模式和操作模式进行了研究,首先,建立了机器人单腿运动学模型,推导出机身整体的逆运动学;其次,对腿臂功能复用分支的5自由度操作臂模型进行了运动学分析,提出了欠自由度操作臂保证末端位置和末端姿态2种情况下的逆运动学最优求解方法,并分别给出了位置或姿态偏差;然后,建立了支撑面、支撑腿、本体、操作臂所组成的串并混联机构的运动学模型,利用本体位移补偿操作臂末端位置偏差,从而实现操作臂末端精确操作;最后,对机器人本体、操作臂以及串并混联机构的工作空间进行了仿真,并利用实验验证了该机器人腿行走和臂操作的功能。     

TiB2颗粒诱导AlSi5电弧增材微观组织演变及性能研究

铝合金的电弧增材制造过程中因持续热积累而引起组织分布不均匀和溶质偏析,导致其性能各向异性。针对这一问题,设计了TiB₂纳米颗粒添加铝合金的钨极氩弧(Tungsten inert gas,TIG)增材制造工艺。在电弧增材制造过程中,通过表面预涂层的方式将纳米TiB₂颗粒添加到试样中,对比研究了纳米TiB₂颗粒不同质量分数对AlSi5合金微观组织的影响。结果表明,随着TiB₂质量分数的增加,AlSi5合金的微观组织不均匀性得到明显改善,1.5%TiB₂的添加使AlSi5合金的晶粒尺寸从226μm减小到85.6μm,且引起(110)和(112)基面上的织构明显减弱,最大取向密度呈下降的趋势;与无颗粒添加的AlSi5增材试样相比,颗粒添加后的沉积层硬度与弹性模量均得到显著提高,硬度值从879MPa增加到1253MPa,弹性模量从81.9GPa增加到88.3GPa。     

缝线粗细对复合材料面内弹性模量的损伤分析

建立了以碳纤维八枚五飞经面缎为基布,以不同粗细缝线的三维有限元模型。分别预报了缝线植入处基布全部损伤和部分损伤两种状况的弹性模量,较粗的缝线使得复合材料的拉剪弹性模量降低,较细的缝线对面内弹性模量影响较小;与未缝合相比,不同直径的缝线的模量变化在9.6%之内。此外,实验结果比有限元预报值大,但缝线粗细对复合材料面内弹性模量影响规律两者结果一致。