基于形状的火卫一重力场研究

介绍基于形状对不规则小天体重力场建模的原理和方法,并通过解析法和数值法对火卫一的重力场进行正演建模。相比之前的重力场模型,基于解析算法获得的17阶次球谐展开形式重力场模型,在分辨率上有显著提高。进一步结合火卫一动力学参数,分析了火卫一表面加速度。结果显示,火卫一因其轨道十分接近火星,导致表面离心力和潮汐力十分显著,在某些区域与自引力相当,造成火卫一的特殊表面重力环境。这些结果可为未来的火卫一探测和科学研究提供基本输入物理场模型,也可为其他小天体探测中的类似问题提供方法参考。     

Effective non-vertical and apparent cutoff rigidities for a cosmic ray latitude survey from Antarctica to Italy in minimum of solar activity

In this paper we will report the results of the computation of cutoff rigidities of vertical and non-vertical incident cosmic ray particles. Non-vertical effective cutoff rigidities have been computed by tracing particle trajectories through the “real” geomagnetic magnetic field comprising the International Geomagnetic Reference Field model (IGRF95, IAGA Division 5 Working Group 8, 1996: Sabaka, T.J., Langel, R.A., Baldwin, R.T., Conrad, J.A. The geomagnetic field, 1900–1995, including the large scale fields from magnetospheric sources and NASA candidate models for the 1995 IGRF revision. J. Geomag. Geoelect. 49, 157–206, 1997.) and the Tsyganenko [Tsyganenko, N.A. A magnetospheric magnetic field model with a warped tail current sheet. Planet. Space Sci. 37, 5–20, 1989.] magnetosphere model. The computation have been done for the backward route (from Antarctica to Italy) of the Italian Antarctic ship survey 1996–1997, for geographic points corresponding to the daily average coordinates of the ship; for zenith angles 15°, 30°, 45° and 60°, and azimuth angles from 0° to 360° in steps of 45°. By means of the obtained non-vertical cutoffs the apparent cutoff rigidities have been calculated. The information on integral multiplicities of secondary neutrons detected by the neutron monitor in dependence of the zenith angle of incoming primary cosmic ray particles have also been used. This information is based on the theoretical calculations of meson-nuclear cascades of primary protons with different rigidities arriving to the Earth’s atmosphere at the zenith angles of 0°, 15°, 30°, 45°, 60° and 75°. The difference between the computed apparent and vertical cutoff rigidities reaches ∼1 GV at rigidities >7–8 GV. At rigidities of 10–16 GV, the difference between the apparent and vertical cutoff rigidities is larger than that obtained earlier by Clem et al. [Clem, J.M., Bieber, J.W., Duldig, M., Evenson, P., Hall, D., Humble, J.E. Contribution of obliquely incident particles to neutron monitor counting rate. J. Geophys. Res. 102, 26919–26926, 1997.] and Dorman et al. [Dorman, L.I., Villoresi, G., Iucci, N., Parisi, M., Tyasto, M.I., Danilova, O.A., Ptitsyna, N.G. Cosmic ray survey to Antarctica and coupling functions for neutron component near solar minimum (1996–1997), 3. Geomagnetic effects and coupling functions. J. Geophys. Res. 105, 21047–21056, 2000.].     

针栓喷注器中心推进剂偏转角模型分析研究

为了实现针栓喷注器中心推进剂偏转角的准确预测,基于流场分析建立了中心推进剂偏转角理论模型。从动量守恒方程推导了中心推进剂偏转角公式,通过数值仿真和试验结果对其进行验证,并分析了工况参数和结构参数对中心推进剂偏转角的影响规律。结果表明：理论模型预测值与数值仿真和试验结果很好地吻合,套筒遮挡喷注面积对偏转角影响最大,在变推力时偏转角随着套筒遮挡喷注面积增加而减小。喷注压降、中心筒壁厚和底部凹腔深度对中心偏转角影响很小,当套筒遮挡喷注面积一定时,中心筒底部有凹腔的偏转角比没有凹腔的偏转角约大6°,该模型为针栓喷注器工程设计和进一步精确计算变推力下的雾化角提供了重要参考。     

U型无铁心永磁同步直线电机磁场建模与分析

传统的铁心式直线电机由于铁心开断的影响,造成了横向和纵向边端效应,使推力输出波动较大;无铁心永磁直线电机具有零齿槽效应的优点,结构简单,控制灵活。采用两种解析法求解无铁心永磁同步直线电机气隙磁场的问题,即等效磁势法和等效磁化电流法,同时采用有限元法对电机磁场进行有限元分析,验证解析法磁场解析计算的准确性。最后分析电机主要尺寸对气隙磁场的影响。通过改变电机参数,进行了优化设计,为同类电机的设计与分析提供了参考。     

圆截面U形管流有限元模拟

弯曲圆管内流动具有很强的工业应用背景,管内二次涡的大小、位置及发生的频率会对流动系统的阻力及热质交换产生重大作用,研究弯曲圆管内的流动具有重要的理论意义.本文应用湍流大涡模拟方法对弯道流动进行了数值模拟.用时间推进法,给出了隐含流线迎风耗散作用的二阶完全展开Taylor-Galerkin有限元离散格式,数值计算的结果与实验结果符合较好.表明大涡模拟方法适用于边界形状复杂,存在各向异性的大尺度涡的流动仿真.     

立体显示技术及其在航空电子系统中的应用

分析了航空电子系统对立体显示技术的需求;介绍了各种立体显示技术的基本原理,并对比了各种立体显示技术的性能特点,提出了航空电子可应用的立体显示技术设想。     

钛合金线性摩擦焊接头缺陷形成机理分析

采用热力耦合技术,建立了线性摩擦焊过程的有限元模型,计算了焊接温度、应力和变形场,并对温度场进行了试验验证.观测了接头不同缺陷的微观形态,并对其形成机理进行了分析.最后,提出了控制焊接缺陷的措施.     

惯导平台长时间通电有限元热分析

长时间通电会造成惯导平台腔内温度场发生较大变化,鉴于惯性仪表对环境场的敏感性,温度的变化将极大影响平台的性能。通过某型气浮惯导平台长时间通电温度场变化有限元热分析,建立了通电时间与平台各部件温度场模型、平台腔内温度场模型以及台体耦合的热弹性结构模型,得到了温度场分布的量化结果,分析了平台台体的热应力分布情况。在温度数据的处理过程中,利用Matlab构建数据模型,预测了各部件及腔内的温度变化趋势,并通过对比试验数据,验证了仿真结果的正确性,为后续研究提供了理论基础。     

基于遗传算法的双层发散冷却优化

描述了基于遗传算法的双层多孔介质骨架发散冷却的优化方法.冷却剂在固定压差(Be数)与多孔介质特征尺寸的条件下被注入固体骨架,通过改变多孔介质的材料、孔隙率和厚度比例,在满足固体骨架的质量和成本等约束条件下,以最低热端表面温度为优化目标,利用遗传算法找出可行的最优冷却结构设计.计算结果表明,靠近冷端的第一层多孔介质孔隙率应当尽可能的大以提高冷却剂流量,但是其组成材料对热端表面温度影响很小,而第二层靠近热端的多孔介质的组成材料对热端表面温度有很重要的影响,它的孔隙率取决与其对有效导热系数、冷却剂流量和内部热交换系数三方面影响的平衡.      

指尖密封的温度场及热结构耦合分析

以单梁-双层密封片为单元建立了指尖密封热分析模型,依据指尖密封的实际工况确定了指尖密封热分析边界条件,通过有限元分析获得了不同工况条件下指尖密封的温度场分布,结果表明指尖密封的最高温度分布区域与高压腔气体温度高低有关,随着高压腔气体温度升高,最高温度分布区域自指尖靴部向高压密封片中部转移.在指尖密封热分析基础上进行了指尖密封热结构耦合分析,获得了考虑热效应的指尖密封的迟滞特性和接触性能.与不考虑温度影响的指尖密封性能分析结果相比,考虑热效应下的指尖密封的迟滞量减小,指尖与转子间的接触压力明显增大.