燃烧与流场在线测量诊断方法研究进展

介绍了上海理工大学颗粒与两相流测量研究所近年来在燃烧和流场在线测量诊断技术方面的研究进展,包括:改进基于光纤光谱仪的火焰辐射温度测量技术,提高火焰温度的测量精度与范围并反演出火焰辐射率及液体燃料组分;辐射与吸收光谱相结合测量脉冲燃烧火焰温度和水蒸气浓度;基于激光诱导荧光法测量喷雾液滴温度;强烟尘水滴干扰条件下基于差分吸收光谱法(DOAS)测量排放污染气体(SO2和 NOx )浓度;基于饱和蒸汽原理的光谱法研制汞连续排放监测标准系统;光谱法与图像法结合测量高温物体温度场;基于单帧单曝光图像法测量多相流速度场与粒度分布;基于可调谐半导体激光吸收光谱法(TDLAS)同步测量液态纯水水膜蒸发过程中液态参数(水膜厚度及温度)与气态参数(水膜上方水蒸气的温度)等。     

基于广义正交域的一种动载荷识别方法研究

提出广义正交多项式理论，并且基于这一正交域研究线性动力学系统输入输出时域卷积关系变换到广义正交域的线性算子。数值仿真及试验考核表明该方法适用于各种类型的确定性动载荷识别问题，具有良好的识别精度和抗噪声干扰能力，尤其对于短样本冲击载荷的识别更具有独特的优势。该方法在实际工程结构应用时，具有试验成本小，易于实现等特点，是一种十分值得推广的动载荷识别新方法。     

XBASE数据库WAV音频信息提取批处理

在开发新的管理信息系统时，原有数据库信息的一种处理方法是将所有信息提取导入到新系统中，这样可以避免对旧的数据库系统进行维护，也便于新系统的更新升级。一些基于dBASE X．FoxBASE．FoxPro等XBASE数据库的信息系统改造升级时，XBASE数据库DBF表文件向Oracle．SQL Sever等数据库加栽导入有各种不同的方法，但对于存储在FPT备注文件中的WAV音频信息数据的转换则没有好的解决办法。本文分析了各个版本XBASE数据库文件和WAV音频文件的结构，提出了基于文件的XBASE数据库WAV音频信息自动导出转换的处理方法，可以在脱离数据库系统操作环境进行信息处理，提高了数据库转换工作的效率，解决了无法转换XBASE备注文件中WAV音频数据的问题，具有很强的可操作性和实用性。     

基于自发辐射分析的被动式燃烧诊断技术研究进展

被动式燃烧诊断技术是利用火焰自发射辐射信息进行燃烧诊断的一项技术,具有非接触、对环境要求不高、系统紧凑、易于实施等特点,在燃烧场在线测量及诊断中具有独特优势.首先,分析了各类燃烧诊断技术的优势及局限;其次,结合华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开展的被动式燃烧测量诊断研究工作,从火焰发射光谱、火焰图像处理、热辐射成像技术...     

基于多普勒频率反投影的NCW-SAR动目标成像方法

传统合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)成像依赖大带宽发射信号,研究证明SAR也可利用窄带连续波形(Narrowband continuous wave,NCW)具有的高多普勒分辨率实现场景的高分辨成像。NCW-SAR成像的优势在于占有很少的频带资源、降低系统成本和规模,更适用于通常带宽较窄的利用外辐射源波形的无源SAR。文中首先指出NCW-SAR的应用前景,简要回顾窄带动目标成像的发展,并分析NCW-SAR成像技术的现状。然后给出通用的SAR回波模型,提出NCW-SAR动目标成像方法,实现静止场景中动目标的聚焦,获得目标的速度估计,并分析速度分辨率。实验验证了NCW-SAR动目标成像方法的有效性。     

Evaluation of Trajectory Error Effects in BP Based Space Target ISAR Imaging

The space target imaging is important in the development of space technology.Due to the availability of trajectory information of the space targets and the arising of rapid parallel processing hardware,the back projection (BP) method has been applied to synthetic aperture radar (SAR) imaging and shows a number of advantages as compared with conventional Fourier-domain imaging algorithms.However,the practical processing shows that the insufficient accuracy of the trajectory information results in the degrading of the imaging results.On the other hand,the autofocusing algorithms for BP imaging are not well developed,which is a bottleneck for the application of BP imaging.Here,an analysis of the effect of trajectory errors on the space target imaging using microlocal technology is presented.Our analysis provides an explicit quantitative relationship between the trajectory errors of the space target and the positioning errors in the reconstructed images.The explicit form of the position errors for some typical trajectory errors is also presented.Numerical simulations demonstrate our theoretical findings.The measured position errors obtained from the reconstructed images are consistent with the analytic errors calculated by using the derived formulas.Our results will be used in the development of effective autofocusing methods for BP imaging.     

旋翼变距拉杆关节轴承磨损故障特征及磨损程度识别

在旋翼故障试验台上设置不同程度的变距拉杆关节轴承磨损故障,分别测量其引起的机体振动信号,通过频谱分析技术提取该类故障的机体振动特征。取故障信号频谱分量作为训练和测试样本,利用径向基神经网络的良好逼近能力,实现了仅用机体振动信号来识别变距拉杆关节轴承磨损程度,识别平均误差小于10%。该诊断方法简捷可行,为进一步开发旋翼状态监测与故障诊断系统提供技术基础。     

超高时空分辨率磁纳米测温前沿与进展

特殊条件下的远程、快速温度测量的前沿需求，对经典温度传感技术提出了挑战。磁学原理测温方法在这些领域颇具潜力，磁纳米粒子具备显著高效的温度–磁场转换效应及纳秒尺度的响应时间，可实现远程、高精度、快速的温度测量。本文综述了目前国内外磁纳米测温技术的发展现状，具体包括几种不同的磁纳米温度测量物理模型及仿真分析方法，以及相应的温度信息提取方法与测量系统设计。基于磁纳米粒子的远程温度测量方法主要原理是测量磁化率或磁化强度信号，通过Langevin磁学模型获取温度信息。多个原型实验证明了磁纳米测温技术在远程或超快速等约束条件下应用的可行性。磁纳米温度计为大功率芯片的结温测量、瞬态温度测量、穿透金属的远程温度测量以及高超声速风洞转捩点下游温度成像等极端条件下的温度测量提供了一种新的测量工具。     

基于线性频散信号构建的复杂航空结构Lamb波高分辨率损伤成像

在对复杂航空结构的Lamb波损伤成像中,Lamb波频散容易使信号波包发生扩展和变形,从而降低信号的分辨率,并最终影响损伤监测结果,因此Lamb波频散补偿已成为急需解决的一个重要问题。目前常用的频散补偿方法需要理论计算Lamb波频散曲线,难以适用于复杂航空结构。本文利用现场直接测得的相对波数曲线进行线性频散信号构建(Linearly-dispersive signal construction,LDSC)的频散补偿处理,解决了航空复杂结构中Lamb波频散难以补偿的问题。然后,将LDSC用于延迟叠加损伤成像中,以实现高分辨率损伤成像。为了降低多反射的复杂航空结构形式对成像结果的影响,引入了1.5波峰正弦调制的准宽带Lamb波激励波形。最后通过在真实复杂的某型飞机大梁结构上的实验证明了所提方法的有效性。     

飞机平面框,肋,梁类机加结构件CAPP系统

描述了作者开发的飞机平面框、肋、梁类机加结构件计算机辅助工艺过程（ＣＡＰＰ）系统的设计思想、特点和功能；阐述了一种新的零件信息描述方法──六方位多层次面向零件特征要素描述法。用户根据菜单、图形和文字提示输入零件信息。工艺决策采用了产生式规则和框架结构相结合的方法，根据输人模块提供的经“点图”处理过的零件光图，生成毛坯底图，由决策结果将各被加工表面在光图上自动加以标识，并自动标注出工序加工中所用的定位基准，生成工序图、工序卡片和工艺路线单等工艺文件。该系统应用于型号工程，对新型号结构件覆盖率达７０％。它的研制和投入使用具有显著的社会效益和经济效益，值得推广应用。     

200犿自由飞弹道靶升级改造

200m自由飞弹道靶是国内唯一一座具备开展气动力、气动物理、材料抗粒子云侵蚀及超高速碰撞等地面试验研究的综合性弹道靶设备。为满足高超声速飞行器发展的进一步需求,2009年起气动中心对200m 自由飞弹道靶进行了升级改造,升级设备包括发射器系统、靶室/真空系统、测控系统、模型姿态测量系统等。改造后的发射器系统将新增203mm和120mm口径二级轻气炮,具备0.5~30kg模型发射速度0.3~5km/s 的发射能力;靶室由原来的Ф1.5m洞体升级至Ф3m洞体,同时配备新的真空设备,实现0~80km高度模拟;测控系统将扩大测试视场以满足大模型测控需要;模型姿态测量系统除阴/纹影照相系统外,还将新增双目前光成像定位系统、脉冲X射线成像测量系统等测试设备。改造后的200m自由飞弹道靶将成为大中小口径发射器配套齐全,兼具气动力特性、材料抗粒子云侵蚀、高速/超高速碰撞等试验能力的综合性弹道靶设备。     

切伦科夫光在生物成像技术中的应用及研究进展

切伦科夫光生物成像技术是目前分子影像学中的研究热点,具有成像时间短、探针无毒、成本低、灵敏度高等特点,同时为单一分子探针实现核素和光学显像的双模态成像提供了条件,在肿瘤诊断、监测基因表达、疗效评价和引导肿瘤外科手术等方面展现出巨大的应用潜力。本文详细介绍切伦科夫光生物成像在国际范围内的一些显著进展,对切伦科夫光生物断层成像中重建质量和重建速度优化的研究进行综述;同时针对切伦科夫光生物成像技术因切伦科夫光信号强度弱及组织穿透性差而所受的限制,归纳了国内外学者在成像优化方面所做的努力,讨论了向临床应用转化所需的进一步研究和改进。     

不规则结构有限元分析的并行处理及其在YH-1上的实现

在结构分析中,有限元方法是一个重要的数值方法。近些年来,关于单元刚度矩阵计算与总刚度矩阵合成的并行处理问题,A.K.Noor,梁维泰等人已进行了富有成效的工作,但他们的工作都是面向几何形状规则的结构分析问题。本文结合YH—1机的特点,对不规则结构分析问题,在提出单元分组技术的基础上,给出了一个单元刚度矩阵计算的并行算法ESVC,和变带宽存储格式下一个总刚度矩阵合成的并行算法ESVS。通过在YH—1并行机上对实例的计算结果表明:当同时计算的单元数r取120时,加速比s可达9.5,且r愈大,s就愈高。     

基于极坐标格式算法的大斜视条带SAR子孔径拼接成像算法

大斜视条带 合成孔径雷达（Synthetic aperture radar, SAR）成像信号处理目前主要面临大斜视导致 的距离方位耦合严重和全孔径条带 SAR处理的实时实现困难。文中针对这两个难点 ,提出了一种基于极坐标格式算法（Polar format algorithm, PFA）的大斜视条带SAR子孔 径拼接成像处理算法。该算法利用改进的PFA来解决子孔径内大斜视高精度成像问题,通过 子孔径图像拼接来实现全孔径实时成像。仿真和实测数据的处理结果证实了本文方法的有效 性。     

航天器产品试验过程实时寿命及质量一致性评价技术

在航天器部组件产品试验时存在着海量闲置数据,但由于缺少有效的数据挖掘手段,型号产品的寿命和质量一致性一直得不到有效评估。本文给出了航天器部组件产品实时寿命预测方法和质量一致性评价方法的实施流程,并分析了各类退化预测建模方法和包络建模方法的适用条件。案例验证表明,实时寿命预测可以采用产品性能的实时监测信息,建立产品退化特征预测模型,实现对加速寿命的动态预测;质量一致性评价可以采用历史产品试验信息,构建成功包络线,实现对被试产品是否满足质量一致性要求的有效判别。     

基于激光诱导炽光法进行碳烟测量的研究进展

激光诱导炽光法（Laser Induced Incandesence，LⅡ）是一种非接触式的光学诊断方法，可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布，具有较高的时间与空间分辨率，已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原理，然后从数值模拟、定性和定量测量3个方面详细综述了LⅡ用于碳烟测量的技术方法以及国内外的研究进展，并对今后的发展提出了建议。实现定量测量的标定方法主要有采样法、LⅡ结合消光法（Light Extinction Method，LEM）和双色法LⅡ（2-Color Laser Induced Incandesence，2C-LⅡ），其中2C-LⅡ因实现相对简单，可以在线实时标定，因此在国内外获得了较大的发展。本文通过总结国内外LⅡ技术在测量碳烟方面的研究成果，希望让国内同行了解该方法的研究现状以及该方法在揭示碳烟生成氧化机理方面的重要作用，为其今后的发展提供一些参考。     

基于失真度评估的时变聚焦多波束形成算法

为 了在保证声呐成像质量的 前提下,缓解近场聚焦精度与计算复杂度之间的矛盾,文中提出了一种基于失真度评估的时 变聚焦多波束形成算法。首先,建立近场时变聚焦模型,将聚焦点的时间结构和半圆形阵列 的空间结构联系起来,获得了各个聚焦点精确的延时信息;其次,在兼顾波束方向图的各项 性能指标的基础上,利用二阶锥规划（Second-order cone programming, SOCP）方法设计 了各个聚焦点的最优权值;最后,构建散焦波束失真度的评估模型,并在失真度阈值的约束 下,合理地选择了几个必要的聚焦面。仿真和测试结果表明,该算法减轻了硬件计算和存储 的压力,提高了工程的可实现性,而且对复杂多变的探测场景取得了很好的成像效果。     

Non-destructive Evaluation of Absolute Stress in Steel Members Using Shear-Wave Spectroscopy

Non-destructive measurement of absolute stress in steel members can provide useful information to optimize the design of steel structures and allow the safety of existing structures to be evaluated.This paper investigates the non-destructive capability of ultrasonic shear-wave spectroscopy in absolute stress evaluation of steel members.The effect of steel-member stress on the shear-wave amplitude spectrum is investigated,and a method of absolute stress measurement is proposed.Specifically,the process for evaluating absolute stress using shear-wave spectroscopy is summarized.Two steel members are employed to investigate the relationship between the stress and the frequency in shear-wave echo amplitude spectrum.The H-beam loaded by the universal testing machine is evaluated by the proposed method and the traditional strain gauge method for verification.The results show that the proposed method is effective and accurate for determining absolute stress in steel members.     

高超声速风洞颤振试验技术研究

为实现在高超声速风洞中开展颤振试验研究,设计了高超声速风洞颤振试验装置和模型保护机构。风洞试验表明该试验装置可用于开展高超声速风洞颤振试验研究,支撑方式可避免风洞及其他机构对模型的频率干扰;保护机构在高动压情况下可正常工作,达到模型保护效果。试验验证了高超声速风洞固定马赫数阶梯变动压和连续变动压两种风洞开车方式。为验证高超声速风洞颤振试验技术,对平板翼进行了高超风洞颤振试验,试验马赫数为5.0和6.0。试验采用随机子空间法(SSI)辨识结构模态参数,采用 Zimmerman-Weissenburger 方法预测颤振临界动压,其颤振预测动压比采用活塞理论计算值高12.7%。试验表明目前采用的高超声速风洞颤振试验技术可用于开展高超声速风洞颤振试验研究。     

Design and Study of Virtual Interventional Surgical System with Force Feedback

A virtual interventional surgical system with force feedback is designed to provide practice before complicated interventional operation and assistance during operation. The collision detection,vessel deformation calculating and virtual force computing of the virtual system are implemented by using skeleton-spring model as the physical modeling foundation,which is based on the mass-spring model and easy to construct with high computing efficiency. In order to increase the real-time performance,the central plane of the vessel model is extracted and then simplified to complete the skeleton filling. The initiative bending kinematics of the virtual catheter is analyzed so as to provide the virtual system with higher fidelity. The experimental results show that the virtual system can well simulate the vessel deformation and force feedback within an interventional surgery,which gives the virtual system better immersion.