Ring Current Dynamics

This chapter reviews the current understanding of ring current dynamics. The terrestrial ring current is an electric current flowing toroidally around the Earth, centered at the equatorial plane and at altitudes of ∼10,000 to 60,000 km. Enhancements in this current are responsible for global decreases in the Earth’s surface magnetic field, which have been used to define geomagnetic storms. Intense geospace magnetic storms have severe effects on technological systems, such as disturbances or even permanent damage of telecommunication and navigation satellites, telecommunication cables, and power grids. The main carriers of the ring current are positive ions, with energies from ∼1 keV to a few hundred keV, which are trapped by the geomagnetic field and undergo an azimuthal drift. The ring current is formed by the injection of ions originating in the solar wind and the terrestrial ionosphere into the inner magnetosphere. The injection process involves electric fields, associated with enhanced magnetospheric convection and/or magnetospheric substorms. The quiescent ring current is carried mainly by protons of predominantly solar wind origin, while active processes in geospace tend to increase the abundance (both absolute and relative) of O⁺ ions, which are of ionospheric origin. During intense geospace magnetic storms, the O⁺ abundance increases dramatically. This increase has been observed to occur concurrently with the rapid intensification of the ring current in the storm main phase and to result in O⁺ dominance around storm maximum. This compositional change can affect several dynamic processes, such as species-and energy-dependent charge-exchange and wave-particle scattering loss.     

量规刻线参数设计方法的改进

论述了刻线量规设计、制造、使用中存在的问题和改进方法，并介绍了以刻线中心为基准，以线深控制线宽的刻线方法．     

单板环形分配器式扩压器性能的进一步研究

研究了随着燃烧室进口马赫数不断提高时单板环形分配器式扩压器的总压损失、静压恢复和扩压器流态问题。采用计算流体力学(CFD)方法,对矩形分配器式扩压器进行数值模拟,将其结果与矩形分配器式扩压器试验结果对比,得出边界条件设置方法,对单板环形分配器式扩压器进行了数值模拟。燃烧室进口马赫数从0.291增加到0.420。结果表明:矩形分配器式扩压器的数值模拟结果与试验结果较为吻合,误差在±5%之内;随着燃烧室进口马赫数的不断提高,单板环形分配器式扩压器的性能下降。在马赫数高达0.420时,单板环形分配器式扩压器内流动没有分离,静压恢复为0.870,总压损失为1.346%,表明其性能比短突扩扩压器的性能好,在一定程度上能够满足下一代先进燃气轮机燃烧室对扩压器的要求。     

具有内点状态约束的机动再入弹道优化设计

高级机动弹头末制导装置开始工作时对弹头飞行速度和姿态有一定的要求。这就增加了内点约束,从而使机动再入弹道设计问题成为具有内点约束和终端约束更复杂的最优控制问题。利用遗传算法求解该问题,用多段插值方法进行染色体设计,设计了基于模拟退火思想的罚函数和适应度函数来处理各种约束。仿真结果表明,所设计的遗传算法效率高,对初值不敏感,能搜索到全局最优解。所设计的再入机动弹道能满足机动弹头对姿态、热流和速度的要求。     

高精度液压仿真转台鲁棒控制

 针对液压仿真转台具有时变不确定性、复杂外干扰等特点和高精度控制性能要求，提出了一种鲁棒复合控制结构，该结构由鲁棒内回路补偿器、外回路反馈控制器和输入信号前馈补偿器三部分组成。其中，鲁棒内回路补偿器用来抑制外干扰和时变不确定性的影响，外回路反馈控制器的作用是保证闭环系统的整体性能，输入信号前馈补偿器实现对系统动态时滞的补偿，以保证对参考信号的精确跟踪。以某型液压仿真转台内环为例，首先根据所提出控制策略的基本思想，给出了控制系统的具体设计过程，然后，进行了阶跃响应、低速跟踪和正弦响应试验。试验结果表明，所提出的鲁棒控制策略是有效的和可行的。     

HY－130钢断裂特性的实验研究

分析了具有同样厚度、不同宽度的带侧槽（ｓｉｄｅｇｒｏｏｖｅ）ＨＹ－１３０钢三点弯曲深裂纹试样的Ｊ－Ｒ曲线及能量耗散率ｄＷｄｉｓ／Ｂｄａ的变化规律．发现了裂纹在有限载荷下扩展相同长度时，愈宽的试样的Ｒ曲线趋于愈低的位置．并对此进行了分析．并再次论证了ｄＷｄｉｓ／Ｂｄａ是一个反映材料断裂韧性的有意义的参量．     

注射模具中排气系统的设计

简要叙述注射模具中排气系统的作用,重点介绍在实际生产中排气系统几种切实可行的结构设计方法。     

双级涡流器环形燃烧室整体流场数值模拟

在任意曲线坐标系下对包括扩压器、双级涡流器及火焰筒在内的环形燃烧室三维两相燃烧整体流场进行数值模拟。由于环形燃烧室形状复杂,采用偏微分方程法与整体分区结合法生成环形燃烧室整体网格。所用的数学模型有:k-ε紊流模型、EBU-Arrhenius紊流燃烧模型、六通量热辐射模型以及颗粒群轨道模型等。在非交错网格系下,气相采用SIMPLE算法求解,液相采用PSIC算法求解。数值分析不同燃烧室进口气流参数以及涡流器几何尺寸对燃烧室流场的影响,并将计算结果与实验数据进行了比较。结果表明本文的计算方法合理性可用于环形燃烧室的研制与优化设计。     

环形叶栅内利用非定常激励减少分离区损失的研究

阐述了在环形扩压叶栅内利用非定常激励减少分离区损失的实验研究成果。在测得各个工况下环形叶栅的分离旋涡频谱特性的基础上,采用施加声激励的实验手段,系统研究了扩压环形叶栅内流动与非定常扰动之间相互作用的机理,证实了一定条件下的非定常扰动能促使叶栅分离区的减小,从而降低总压损失,达到提高气动性能的目的。分别从激励频率和强度的角度出发,探索了影响激励效果的途径。     

测量管内沸腾汽液两相流动沿程“流型”的新方法

本文根据管内沸腾汽液两相流动沿程“流型”不断变化的特点,提出用移动式电导探针对沿全流程的“流型”进行测量,实验结果证明这种方法是可行的,且与计算结果相当吻合。并整理得出环状流起始点计算的经验公式。此方法可用于其他管内汽液两相流动的“流型”测量。