The Science Case for STEP

The Satellite Test of the Equivalence Principle (STEP) will advance experimental limits on violations of Einstein’s Equivalence Principle (EP) from their present sensitivity of 2 parts in 10¹³${10}^{13}$ to 1 part in 10¹⁸${10}^{18}$ through multiple comparison of the motions of four pairs of test masses of different compositions in an earth-orbiting drag-free satellite. Dimensional arguments suggest that violations, if they exist, should be found in this range, and they are also suggested by leading attempts at unified theories of fundamental interactions (e.g., string theory) and cosmological theories involving dynamical dark energy. Discovery of a violation would constitute the discovery of a new force of nature and provide a critical signpost toward unification. A null result would be just as profound, because it would close off any possibility of a natural-strength coupling between standard-model fields and the new light degrees of freedom that such theories generically predict (e.g., dilatons, moduli, quintessence). STEP should thus be seen as the intermediate-scale component of an integrated strategy for fundamental physics experiments that already includes particle accelerators (at the smallest scales) and supernova probes (at the largest). The former may find indirect evidence for new fields via their missing-energy signatures, and the latter may produce direct evidence through changes in cosmological equation of state—but only a gravitational experiment like STEP can go further and reveal how or whether such a field couples to the rest of the standard model. It is at once complementary to the other two kinds of tests, and a uniquely powerful probe of fundamental physics in its own right.     

冲击载荷下受轴向约束的点阵材料夹芯简支梁

对受到均布冲击载荷的轴向不可移点阵材料夹芯简支梁进行了刚塑性动力响应理论分析和弹塑性有限元分析.首先给出了夹芯梁在外包和内接屈服条件下中点最大挠度的理论预测值,并与有限元结果进行了比较,有限元计算结果介于两种屈服条件给出的理论预测结果之间,有限元计算的支座处最大转角与外包屈服条件给出的理论预测结果接近.然后考察了点阵材料夹芯梁的抗冲击性能和吸能效果.结果表明:夹芯梁的最大挠度和塑性耗散能对杆元与面板夹角及相对密度十分敏感,设计合理的夹芯梁具有很好的吸能效果和抗冲击性能.     

乙醇燃料微型燃气轮机设计

推广生物质燃料在以微型燃气轮机为核心的分布式能源技术中的应用,设计了一种可燃用乙醇燃料的微型燃气轮机.通过整机热力循环参数分析,确定了乙醇燃料微型燃气轮机的设计点参数,并结合乙醇燃料特点,对燃烧室的几何尺寸进行了设计,获得了适用于乙醇燃烧的微型燃气轮机燃烧室技术.初步的整机实验结果表明,该乙醇燃料微型燃气轮机成功实现自行运转,证明了设计方案可行.     

点火能量对脉冲爆震发动机性能的影响

针对以汽油-空气为推进剂的吸气式脉冲爆震发动机,研究了点火能量及工作频率对发动机点火-起爆时间和发动机推进性能的影响。结果显示,随着点火能量的提高,点火-起爆时间逐渐减小,脉冲爆震发动机平均推力逐渐增加。随着发动机工作频率的提高,点火-起爆时间也逐渐减小,发动机稳定工作的最佳油气当量比减小,发动机平均推力接近线性增加;但是点火能量对发动机点火-起爆时间的影响随着工作频率的提高而有所降低。     

SGKW轨道在线生成技术研究

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击.针对作战实时性要求,探讨了SGKW的轨道在线生成技术.首先,利用庞特里亚金极大值原理将时间最短打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题.由于约束条件中存在优化参数,一种基于"遗传算法+序列二次规划"的组合优化算法被用于求解伴随变量初值和再入点参数.为了提高轨道生成的速度,在大量离线优化数据的基础上建立了BP神经网络预测模型,其预测值通过序列二次规划算法稍加修正,即可满足相应任务的落点精度要求.仿真结果验证了上述方案的有效性.     

跨声速机翼非定常气动力的全位势粘位迭代计算

采用Ｃ－Ｈ型网格,守恒型非定常全位势方程的时间精确近似因式分解差分地计算二维,三维的跨声速非定常位势流,用准定常,准二维方法计算边界层位移厚度,通过粘位迭代得到的跨声速翼型,机翼的非定常气动力,所得结果与实验数据吻合很好。     

脉动燃烧器的设计与研究

介绍了北京航空航天大学近年来在脉动燃烧研究中所获得的结果,从满足脉动燃烧的最主要法则--瑞利准则出发,探讨了燃烧器主要部件,包括燃烧室、尾管、喷注器及输送系统的主要参数的影响因素,提出了以速度相似的原则建立工程设计方法的途径.     

拦截机动目标的模糊导引律研究

使用模糊方法研究了三维实际追逃问题的最小能量导引律问题。首先,通过对一些状态变量的定义域进行在线模糊分区,一方面,将非线性模型变为模糊T-S线性模型;另一方面,又能方便地处理目标的任意机动而引起的目标运动方向的变化。其次,利用RH（Receding Hori-zon）控制方法和伴随技术,在目标作对抗性机动条件下,获得了一个有效拦截的导引律。数值仿真结果表明,由这种导引律导引的导弹能够精确拦截任意机动的目标。     

点焊机使用稳定性的研究

分析了焊接回路中连接处产生热量和焊接处产生热量的关系及其对整机性能的影响。指出了焊接回路中连接处采用相同材料,消除接触电阻,连接电位差,扩大接触面积,加强流动水冷却是减少发热的主要措施。提高焊机使用的稳定性是确保焊机固有可靠性,延长焊机的使用寿命的主要途径。     

一种电能表表号区域的定位方法

电能表表号可以唯一标识一块电能表的身份,针对当前对电能表表号识别研究比较少,研究了一种定位电能表表号区域的方法。由于电能表表面存在字符的区域比较多,定位电能表表号区域相对比较困难,结合了电能表表号数字区域的特征,通过对图片进行Canny边缘检测、数学形态学运算和区域限定,最后成功实现了电能表表号的定位。