Possible physical properties of the flow in the vicinity of the heliopause

An interface between the fully ionized hydrogen plasma of the solar wind (SW) and the partially ionized hydrogen gas flow of the local interstellar medium (LISM) is formed as a region where there is a strong interaction between these two flows. The interface is bounded by the solar wind termination shock (TS) and the LISM bow shock (BS) and is separated on two regions by the heliopause (HP) separating the solar wind and charged component of the LISM (plasma component below). The BS is formed due to the deceleration of the supersonic LISM flow relative to the solar system. Regions of the interface between the TS and HP and between the HP and BS were in literature named as the inner and outer heliosheaths, respectively. An investigation of the structure and physical properties of the heliosheath is at present especially interested due to the fact that Voyager-1 and Voyager-2 have crossed the TS in December 2004 (Burlaga, L.F., Ness, N.F., Acuna, M.Y., et al. Crossing the termination shock into the the heliosheath. Magnetic fields. Science 309, 2027–2029, 2005; Fisk, L.A. Journey into the unknown beyond. Science 309, 2016–2017, 2005; Decker, R.B., Krimigis, S.M., Roelof, E.C., et al. Voyager 1 in the foreshock, termination shock and heliosheath. Science 309, 2020–2024, 2005; Stone, E.C., Cummings, A.C., McDonald, F.B., et al. Voyager 1 explores the termination shock region and the heliosheath beyond. Science 309, 2017–2020, 2005) and in September 2007 (Jokipii, J.R. A shock for Voyager 2. Nature 454, 38–39, 2008; Gurnett, D.A., Kurth, W.S. Intense plasma waves at and near the solar wind termination shock. Nature 454, 78–80, 2008. doi: 10.1038/nature07023; Wang, L., Lin, R.P., Larson, D.E., Luhmann, J.G. Domination of heliosheath pressure by shock-accelerated pickup ions from observations of neutral atoms. Nature 454, 81–83, 2008. doi: 10.1038/nature07068.14; Burlaga, L.F., Ness, N.F., Acuna, M.H., et al. Magnetic fields at the solar wind termination shock. Nature 454, 75–77, 2008. doi: 10.1038/nature07029; Richardson, J.D., Kasper, J.C., Wang, C., et al. Cool heliosheath plasma and deceleration of the upstream solar wind at the termination shock. Nature 454, 63–66, 2008. doi: 10.1038/nature07024; Stone, E.C., Cummings, A.C., McDonald, F.B., et al. An asymmetric solar wind termination shock. Nature 454, 71–74, 2008. doi: 10.1038/nature07022; Decker, R.B., Krimigis, S.M., Roelof, E.C., et al. Mediation of the solar wind termination shock by non-thermal ions. Nature 454, 67–70, 2008. doi: 10.1038/nature 07030), respectively, and entered to the inner heliosheath.     

基于FPGA的可变尺寸块运动估计高效结构

针对可变尺寸块运动估计(VBSME,Variable Block-Size Motion Estimation)的硬件结构在现场可编程门阵列(FPGA, Field Programmable Gate Array)上实现时消耗资源多且速度慢的问题,提出了一种面积和速度优化的VBSME硬件结构.其中,绝对差累加和(SAD,Sum of Absolute Differences)的计算采用基于随机存储器(RAM,Random Access Memory)的累加计算方式,比基于寄存器合并的方式节省了面积并增加了速度;通过采用脉动比较链而非总线结构,增强了多个SAD值的比较能力,并能高效地实现对部分差排除算法(PDE,Partial Difference Elimination)的支持.基于Virtex-II型FPGA器件,本结构消耗了2261个slice,时钟频率达到164MHz,在搜索窗口为16×16时可实时处理标清格式的视频.与同类设计相比,设计的面积可减少77%,速度增加218%,FPGA的硬件效率显著提升.     

消除数据调制影响的FFT捕获方法

在利用快速傅里叶变换(FFT, Fast Fourier Transform)捕获扩频信号的过程中,为了提高捕获精度,会遇到基带数据调制影响捕获性能的问题.主要分析了基带数据符号跳变影响FFT捕获性能的原因:在频域内造成待检测信号的幅度衰减以及频点偏移.提出了一种解决此问题的方法:通过对I和Q两路信号的运算,构造一个不受数据调制影响的复信号,对此信号作FFT,完成捕获.给出了此方法的MATLAB仿真,以及基于现场可编程门阵列(FPGA, Field Programmable Gate Array)的实现方案.实验数据表明,此方法消除了基带数据调制对FFT捕获性能的影响,且在相等积分时间的条件下,比常用方法的捕获精度提高了一倍.      

全玻璃真空管型太阳热水器内流场的CFD模拟

全玻璃真空管型太阳热水器是技术相对成熟、应用最广的太阳能利用方式.通过对全玻璃真空管型太阳热水器内流场的计算流体力学模拟,研究了器内的对流换热过程,分析了真空管截面的流体流动速度分布,考察了真空管不同位置处的流体循环速度及箱体内水温对循环速度的影响.结果表明,随着流体温度的升高,器内出现随机的湍动涡流;涡流的存在将造成管内冷热流体的混和,对换热过程不利;在真空管内安置引流挡板将抑制流体的湍动,确保有序的热对流流动,提高对流换热效率.研究结果有助于剖析热水器内对流换热的机理,对技术革新提供参考.      

亚、跨、超声速下空腔流场特性实验研究

在FL-21跨、超声速风洞中对空腔流场特性进行了较为深入的实验研究.空腔的长深比L/D为7、8、9、12、15,试验马赫数M范围为0.6、0.9、1.2、1.5、1.8,试验雷诺数Re为1.23~2.26×107.研究表明:空腔流场特性主要由空腔长深比L/D和来流马赫数所决定,这两个参数的变化均能引起空腔的流场类型发生变化.另外,边界层厚度涠钥涨坏撞康难沽Ψ植家灿凶畔灾挠跋?随着边界层厚度与空腔深度之比?D的减小,空腔的流场类型有向闭式穴流动转变的趋势.     

限制励磁方法在无刷交流发电机数字电压调节器中的应用

分析了限制励磁电流功能对无刷交流发电机加载过渡过程的影响,得到了设置励磁电流限制值的方法。采用了曲线拟合的方法对变速无刷交流发电机的励磁电流限制值进行了设置,而且拟合公式是与理论推导相一致的。按照本文的励磁电流限制值拟合方法可以保证无刷交流发电机在整个转速范围内都有良好的加载动态性能。     

复杂陶瓷件烧结过程温度场数值模拟及仿真

随着陶瓷应用领域的不断扩展,对其品质要求也越来越高.而传统的设计工艺与制造过程是相分离的,到最终生产工艺的定型需要大量的反复修改.为解决传统陶瓷设计工艺只能依靠经验的现状,节约成本,缩短生产周期,故开发了复杂陶瓷零构件烧结过程计算机仿真软件.首先借助传热学原理来建立温度场模型,其次借助有限差分法处理温度场模型,编写出此仿真模拟软件的核心计算代码,从而实现了复杂陶瓷零件和组合构件烧结过程中温度场的模拟仿真.      

箔条云团的布朗运动扩散模型

假定箔条所在位置处大气运动速度是一个维纳随机过程,同时在忽略箔条的质量时箔条的运动完全反应当地大气的运动,在此基础上建立箔条云团的扩散模型及数值仿真模型. 对扩散模型进行分析得到了箔条云团扩散过程中的数字特征.对数值仿真模型的分析表明必须对大气的运动方差进行时间离散化补偿,进行离散化补偿后箔条云团的数字特征不受模拟时时间步长的影响.模拟结果证明了分析的正确性.     

面内强磁场下铁磁板壳的自由振动

本文研究了面内强磁场环境下铁磁板壳的自由振动问题。基于Eringen-Maugin的关于磁弹性作用的理性力学模型,从理论上推导了一般壳体在磁场中的运动方程,进而求解了面内强磁场作用下的小磁化率悬臂铁磁薄板自由振动频率。数值计算结果表明,本文模型和已有的实验结果吻合很好。     

动网格在固体火箭发动机非稳态工作过程中的应用

利用Fluent流场计算软件、动网格技术、UDF文件,用DEFINE_GRID_MOTION定义燃面边界的移动,用DEFINE_PROFILE定义边界类型,考虑侵蚀燃烧、压强变化率对推进剂燃速的影响,对轴对称变截面固体火箭发动机的非稳态工作过程内流场进行了瞬态分析.得到了变截面轴对称固体发动机稳态工作过程中装药燃面推移图像,并得到了发动机内弹道参数分布云图及其随时间的变化规律.