气动弹爆破过程性能仿真分析

针对工业界对于安全有效的管道清洁装置的需求,设计了一种利用气动爆破的原理进行管道除垢的设备.该装置采用气动控制,利用压缩空气的瞬时释放产生的射流与冲击波的能量击碎管道内壁的附着物,实现管道除垢.通过分析装置工作的原理及运行过程,给出了重要参数的建模过程.通过仿真分析了气爆过程中压强、剪切力的分布特点以及传播过程,计算了其管道内气流速度场的分布变化,得出了气动弹爆破过程中对壁面产生的冲击主要来源于射流以及冲击波,并且在使用10MPa的工作压强下一次爆破可清理的管道范围超过160m.该设计可以高效的实现管道清污的作用.      

平流层爆发性增温事件中大气准16日行星波

2014年1月上中旬高纬平流层发生弱增温事件,增温幅度约25K,纬向西风减弱并于2月初转向.行星波在平流层爆发性增温（SSW）事件产生中具有重要作用.利用北半球近东经120°链上中低纬5个流星雷达探测的风场数据,研究了此SSW事件发生前和发生期间中间层和低热层区（MLT）大气风场的行星波状况.结果显示,极区平流层增温前MLT区大气呈现出明显增强的准16日波动,增温达到最大时,16日波也最强,表明中低纬MLT区的行星波变化与SSW事件存在耦合关系.进一步利用欧洲中心平流层再分析资料数据,分析SSW期间北半球平流层的波动和零风线状况,发现平流层准16日波和零风线随时间由低纬向高纬移动,反映出16日波与SSW之间存在某种动力学联系.     

运动激波绕射过程中的粘性效应

应用 TVD格式求解二维非定常全 N- S方程 ,以研究运动激波绕射现象。考虑粘性后 ,绕凹角流动时 ,压缩拐角附近表面压力分布与实验结果更为符合 ;绕凸起物时 ,出现反射激波因边界层干扰根部加宽 ,前、后角点附近有局部分离与再附 ,并引起局部压力上升 (与无粘流场模拟相比 )等现象。结果表明 ,全 N- S方程可较好地模拟实际粘性流中复杂激波障碍物干扰流场特性     

高超声速边界层转捩高速纹影显示

为建立适用于激波风洞边界层转捩测量的高速纹影显示技术,在Ma10条件下,采用高速纹影显示技术,研究了半锥角7°钝锥边界层中第二模态不稳定波的演变特性。试验在中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所(HAI)的FD-14激波风洞上进行。试验来流单位雷诺数为4.9×10 6 m -1 、1.6×10 7m -1 ,模型攻角0°,头部钝度有0.2 mm、0.5 mm和2 mm三种。通过对纹影图像灰度进行功率谱密度(PSD)分析得到了第二模态不稳定波的波长,对不稳定波纹影图像进行互相关分析计算了不稳定波的传播速度。基于纹影显示结果计算的第二模态波主频与PCB压力传感器测量结果符合较好,证明了纹影测量的可靠性。     

磁暴恢复相后期超低频波观测分析

利用Radiation Belt Storm Probes（RBSP）和Magnetospheric Multiscale（MMS）的联合观测研究了2016年1月25日和2月22日的两个超低频（ULF）波动事件.这两个事件均发生在磁暴的恢复相后期,波动分布在晨侧与正午之间的区域.RBSP观测到的两次波动都发生在低L-shell（4.7～5.8）,MMS观测到的两次波动都发生在高L-shell（8.0～14.2）.在高L-shell,超低频波偏振以环向波为主,沿磁力线方向为基频谐波.在低L-shell,超低频波偏振以径向波为主,沿磁力线方向为二次谐波.对内磁层（L<6）中的ULF波,通过比较∂f/∂w|μ,L和（dL）/（dW）（∂f）/（∂L）|μ,W的绝对值可知,bump-on-tail的离子分布和向地的离子相空间密度梯度通过N=1的弹跳共振,共同为波动的产生提供自由能.多重事例分析表明,在磁暴恢复相后期,约10keV的离子伴随着波动的存在而存在,并且为波动的产生提供自由能.     

氢氧发动机真空羽流干扰试验研究

为了研究航天器发动机多股羽流产生的羽流干扰对流场结构及参数的影响,在北京航空航天大学真空羽流效应试验系统（PES）中,采用总压皮托管阵列对60 N氢氧模拟发动机单机羽流和双机干扰羽流的压力场进行了测量。试验结果表明:单机羽流流场压力随着轴向距离的增大而迅速降低;受到钟形喷管产生的压缩波束影响,同一轴向距离上的压力最大值逐渐偏离喷管轴线;双机羽流干扰发生于两股发动机羽流主流之间的区域,干扰流的作用范围和强度随着轴向距离的增大而增大,干扰流压力最高可以达到单机羽流相同位置处压力的5倍以上;受到干扰流压缩波束边界的影响,同一轴向距离上的压力最大值逐渐偏离双发动机对称面。      

TDMA扩谱通信系统中精同步的实现与性能分析

扩谱通信中一个最基本的任务就是实现本机的伪随机信号与接收的伪随机信号的同步。本文讨论了一种新的精同步方法,这种方法不同于目前常用的延迟锁定环和τ-抖动环,它采用了声表面波(SAW)卷积器作为接收机的可编程匹配滤波器,利用相关峰位置偏移而得到了本机时钟脉冲的相位调整,从而解决了一类时分多址(TDMA)传输突发信息符号的扩谱通信系统的精同步问题。文中概述了两种精同步的方法,分析和计算了它们的同步性能,并给出了一种同步方法的实验结果和数据。     

应用于毫米波反射计的多项式校准方法

为了在毫米波波段准确测量波导器件的反射系数,提出了一种应用在反射系数测试前端(反射计)中的校准方法.该校准方法采用基于多项式的误差模型,使得每一个误差项的求解都转化成一个求解轨迹圆圆心的问题,同时不影响求解精度.采用一个滑动负载、一个滑动短路和一个短路器,在毫米波波段降低了对标准件理想程度的要求.实验中搭建了一个Ka波段的反射计,图解误差项的求解过程,分析了误差项的物理意义.把校准后的测量结果与商用矢量网络分析仪(VNA,Vector Network Analyzer)进行比较,吻合较好.同样比较了一组W波段反射计对波纹喇叭的测量结果,进一步验证了方法的合理性.      

中尺度电离层扰动的统计色散特性

利用Millstone Hill(288.5E,42.6N)地区的数字测高仪漂移模观测数据,统计分析了中尺度电离层行扰(TID)的色散特性.分析结果表明,该地区的TID在扰动频率-相速度平面的分布中存在若干明显的扰动出现率峰值.比较相应的理论研究结果发现,观测到的TID大都可以用不同的受导重力波传播模式加以解释: 频率较高的TID可以用地面和热层底部维持的各阶完全制导模解释,频率相对较低的TID可以用传统理论给出的由热层底部陡峭的温度梯度维持的L₁模和我们新近提出的由热层背景风场所维持的各阶导管模解释.     

Theoretical properties of offset bipolar electric field solitary structures in space plasmas

The bipolar electric field solitary (EFS) structures have been frequently observed in the near Earth plasma regions, such as auroral zone, magnetopause, cusp regions, and magneto-tail. Sometimes these structures are observed as offset bipolar structures. In this paper, the properties of the offset bipolar EFS structures parallel to the magnetic field are studied with an ion fluid model in a cylindrical symmetry by considering electrostatic condition. The model results show that the offset bipolar EFS structures can develop from both ion-acoustic waves and ion cyclotron waves, and propagate along the magnetic field line in the space plasmas if plasma satisfies some conditions. The offset bipolar EFS structures can have both polarities. It will be first negative pulse and then positive pulse if the initial electric field E₀ < 0 or reverse in order if E₀ > 0. The amplitude of the offset bipolar EFS structures first decreases and then increases with the wave propagation velocity. Some results from our model are consistent with the observations.