Advances in the Researches in Middle and Upper Atmosphere in 2006-2008

This paper summarizes the research results obtained by Chinese scientists and/or through international collaborations in 2006-2008. Specifically, this paper focus on the research fields in the middle and upper atmosphere, including developments in facilities and instruments, and the advancements in scientific issues.     

结合短帧优先的权重轮询AFDX端系统发送策略

提出一种新型的端系统虚链路调度（VL）策略,该策略在短帧优先基础上结合权重轮询（WRR）进行调度,既确保了重要短帧的优先级又可以平衡其他不同优先级信号的延迟上限。应用网络演算理论推导了基于该新型调度策略的端系统不同虚链路的延迟上界,研究了最大延迟上界与不同权重比及其帧长之间的关系,并建立了基于OPNET的航空电子全双工交换式以太网（AFDX）网络模型,仿真分析新型调度策略与短帧优先、带权重轮询调度算法下端系统数据的发送延迟。结果表明,该新型调度策略有效可行,降低了短帧虚链路的最大延迟时间,提高了长帧数据中较重要任务数据的处理带宽,适用于具有较多重要短帧并具有不同优先级数据的机载系统网络。      

实际中冷时多级压缩最佳压比的计算

目前，多级压缩最佳压比分配是在中间冷却效果完善及不考虑中冷时存在的压力损失条件下，按压缩机理论耗功为最小来确定的。结论是各级压比分配相等时为最佳，但实际中冷情况并非如此。本以理论耗功最小为目标，分别在换热率恒定或吸气温度恒定等实际中冷的条件下，导出2级和3级压缩最佳压比分配的计算公式，并以2级为例，分析偏离最佳压比值对耗功能的影响。得出多级压缩最佳压比分配与中冷条件有关，即使在相同的冷却条件下，2级和3级压缩最佳压比分配趋向也不相同，对于2级压缩而言，实际压比在最佳值的（0.96-1.06)范围内变化对耗功影响不大于理论耗功值的0.5%，这可视为调整压缩机压比的许可范围。     

一种基于分子印章法的生物芯片压印装置

高密度生物芯片技术是后基因组时代进行疾病高通量初步筛选的主要工具之一。高密度芯片的制备一直是生物芯片研究的基本问题。通常有两种方法:(1)基于光刻的工艺方法;(2)基于分子印章的压印工艺方法。根据提出的分子印章法成功研制了一种基于分子印章法的生物芯片压印装置。本文介绍了研制的高密度生物芯片压印装置。该装置是从研制的大面积扫描探针显微镜的硬件基础上改造而得。研制的精密定位的工作台精度如下:工作台尺寸为300 mm×350 mm×70 mm;分辨率为1μm;最小步进距离为100 nm;定位重复性为±2μm。为了获得相关生物芯片的合成环境,整个装置放置在大容量的手套箱中。文中介绍了相关部件的主要技术指标、控制方法和关键部件的研制,并分析相关误差的产生和消除方法。最后给出相关实验的结果。     

线性分离装置分离性能仿真

采用Ls-Dyna对运载火箭结构线性分离装置的爆炸分离过程进行仿真分析.依照给定设计方案,材料,建立局部三维模型,对该装置爆炸分离过程进行有限元计算.同时利用有限元前处理软件ANSYS的可编程功能实现对仿真计算过程的二次开发,形成参数化的代码,能够在改变模型的结构尺寸、材料性能或边界条件等数据的情况下,可以通过对参数化...     

异类传感器三维空间数据关联算法研究

在异类传感器信息融合系统中,快速准确地对目标进行数据关联极为重要。为解决2D雷达与红外传感器在三维空间中的数据关联问题提出了一种新方法。该方法采用两级关联算法进行关联,首先利用精度较高的2D雷达径向距离和红外传感器俯仰角及方位角找出目标在X-Y平面上的可能位置,通过构造角度检验统计量完成第一级关联,排除大部分虚假定位点;再采用二维分配算法对余下的候选关联组合进行精确关联,从而获得最优关联分配方案。仿真结果表明该方法较大地提高了正确关联概率,是一种有效实用的数据关联方法。     

波音777飞机装载的PW4077D发动村高压涡轮叶片硫化腐蚀问题浅析

对PW4000—112”发动机上出现的高压涡轮二级转子叶片硫化现象产生的机理进行分析．结合国航机队出现的硫化问题案例．寻找控NDt片硫化风险的有效方法。     

核心机驱动风扇级气动参数径向分布对变循环发动机性能的影响

为了考虑部件流动细节对发动机性能的影响,采用迭代耦合方法建立了变循环发动机(Variable cycle engine,VCE)多维仿真模型。在VCE多维仿真模型中,核心机驱动风扇级(Core driven fan stage,CDFS)三维仿真模型的结果以流量修正因子、压比修正因子和等熵效率修正因子的形式反馈给VCE零维仿真模型,对CDFS的特性图进行修正。在考虑CDFS气动参数径向分布的影响时,根据CDFS涵道比及三维仿真结果,计算CDFS内、外涵的流量、压比及等熵效率,同时在VCE零维仿真模型中以CDFS外涵特性图的辅助变量β值取代CDFS涵道比作为迭代变量。结果表明:在VIGV角度为15°时,外涵区域的压比低于内涵区域的压比;而在VIGV角度为40°时,叶尖区域的流动分离更为严重,导致转子进口的攻角增大,转子叶尖区域的负荷加重,外涵区域的压比高于内涵区域的压比;CDFS气动参数径向分布对VCE性能有较为明显的影响,CDFS较高的内涵压比及较低的外涵压比可使发动机核心流流量增大及总增压比升高,进而引起发动机推力的增大,推力最大变化为1.75%。     

高负荷条件下吹吸气静子设计及其与串列转子的组合研究

进行了吹吸气静子的设计,并将其与串列转子组合生成一级高负荷扩压级。在吹吸气静子设计过程中研究了吹吸气的位置、稠度等对流动控制的影响。研究结果表明:本文中生成的高负荷静子能达到0.9的扩散因子而不发生分离;吹吸气可以控制从49%轴向弦长处开始的分离,最佳吸气位置在分离点略微靠后的某个位置;最终组合而成的高负荷扩压级能够基本达到原始某高压压气机后两级的做功效果,并有较高的绝热效率,达到设计目标。     

面向方案设计阶段的发动机质量评估方法

为了在航空发动机方案设计阶段准确地预估发动机质量,提高质量估算模型的估算精度,针对发动机方案设计阶段的特点,建立了航空发动机质量估算初级模型;考虑转子件的应力水平要求,完善了轮盘、叶片、轴等典型转子件的质量估算高级模型.建立了相应的模型数据库,并开发了面向方案设计阶段的发动机质量评估平台.利用该平台分别对初级模型和叶片、盘、轴等典型转子件的高级模型进行了计算验证.结果表明:初级模型的估算误差在25％之内,高级模型转子件的估算误差在7％之内.证明所提出的质量估算初、高级模型具有较高的精度,可用于发动机方案设计阶段的质量评估.