基于小波变换的脉冲耦合神经网络预测模型及其应用

被称为第三代人工神经网络的脉冲耦合神经网络(PCNN)模型,以其耦合机制、脉冲输出两大基本特性广泛应用于图像处理等领域。文章在两大基本特性的基础上对PCNN进行了改进:增加了绝对误差控制公式;连接强度以相关系数来控制,调整阈值设置为最小误差;网络的运行机制与以往的PCNN原理有所不同;将ATrous小波变换与PCNN模型相结合,形成了组合预测模型。将改进后的组合模型用于年降雨量的预测中,以求检验模型的可行性。预测结果表明,基于小波变换的PCNN组合模型用在年降雨量预测中是可行的,并取得良好效果。为进一步深化PCNN的理论、拓宽PCNN的应用领域、解决水文水资源中的预测问题提供了新的思路和方法。     

双脉冲发动机EPDM软隔层黏超弹本构模型

三元乙丙橡胶（EPDM）用于软隔层式双脉冲固体火箭发动机软质脉冲隔离装置（PSD）时,主要在Ⅰ脉冲工作时起到绝热抗烧蚀作用,同时保证Ⅱ脉冲能够可靠工作。根据橡胶类材料连续介质力学理论,建立了描述EPDM软隔层在有限变形下的黏超弹本构模型。模型由超弹部分和非线性黏弹性部分构成：超弹部分在Mooney-Rivlin模型的基础上进行了改进,使之能够描述大应变时的硬化现象;非线性黏弹性部分采用广义黏弹性模型,采用无量纲形式的KWW方程替代了传统的Prony级数,使得用2个参数就能预测较大应变率范围内的力学响应。利用万能材料实验机对EPDM软隔层进行了多步松弛实验和单轴等速率拉伸实验,然后根据实验结果,采用分步拟合的方法求出模型参数,利用所建立的本构模型对其余的实验结果进行预测并与实验结果进行比较,对比结果表明所建立的模型能较好地预测EPDM软隔层伸长比在800%以内的单轴等速拉伸响应。最后利用文献中的实验数据验证了所建立的模型能够较好地预测多种工况下的力学响应。     

脉冲爆震发动机最大净推力和最佳工作频率

为研究气动阀式脉冲爆震发动机净推力和工作频率之间的变化规律,建立了PDE净推力的近似计算模型。通过计算和试验的方法,研究了PDE能够达到的最大净推力及相应的最佳工作频率,以及爆震管长度L和PDE的阻力经验系数K1,K2等因素对PDE的最大净推力、最佳工作频率的影响。结果表明:L,K1,K2一定,PDE存在一个最佳工作频率fopt,在该频率下,PDE净推力最大。随着L增加,fopt下降;随着K1,K2增加,fopt和最大净推力都下降。研究结果对于PDE优化设计,提高PDE的工作性能具有重要的参考价值。     

脉冲爆震轴向载荷对双半内圈球轴承疲劳寿命的影响

针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)中的周期性、强非定常轴向载荷可能导致滚珠轴承可靠性降低的问题,应用损伤力学理论和有限元法建立了PDTE中双半内圈球轴承的疲劳寿命预测模型,研究了在脉冲爆震燃烧室(PDC)引入的周期性、强非定常轴向载荷作用下双半内圈球轴承的疲劳寿命。研究结果表明双半内圈球轴承的两个半内圈均在接触区次表面最大切应力位置处萌生裂纹,随后裂纹逐渐扩展至表面导致轴承疲劳失效。在PDC爆震阶段,由于引起第一半内圈疲劳损伤的切应力范围较小,因此第一半内圈的疲劳寿命较高;而在PDC填充和排放阶段,由于接触摩擦作用以及滚珠滚过第二半内圈时产生较大的切应力范围,从而导致第二半内圈的疲劳寿命较低。在对PDC爆震阶段引入的峰值轴向载荷进行合理设计后,PDTE中双半内圈球轴承的疲劳寿命主要由第二半内圈的接触状态和轴承的润滑条件决定。本文的研究成果为PDTE中滚珠轴承的选型与设计提供参考。     

回流型脉冲爆震燃烧室工作特性分析 “爆震专刊”

为了获得回流型脉冲爆震燃烧室在不同工作频率下的工作特性,通过试验和数值相结合的方法对该爆震室工作频率10~30Hz时的出口燃气总压、总温、流量变化规律以及该爆震室的增压能力进行了测试与计算分析。结果表明：出口燃气总压、总温具有极高的峰值和较高的平台区,其工作频率10~30Hz时,压力平台值为0.36~0.91MPa,时均温度为710~1270K。此外,该爆震室排气流量十分集中,以10Hz为例,在一个爆震循环的16%时间,排出了整个循环60.5%的燃气。为此对出口燃气总压进行质量加权平均,发现该爆震室的增压比随工作频率的增加而降低,在2.37~2.05之间。     

Dynamic infrared scene simulation using grayscale modulation of digital micro-mirror device

 Dynamic infrared scene simulation is for discovering and solving the problems encountered in designing, developing and manufacturing infrared imaging guidance weapons. The infrared scene simulation is explored by using the digital grayscale modulation method. The infrared image modulation model of a digital micro-mirror device (DMD) is established and then the infrared scene simulator prototype which is based on DMD grayscale modulation is developed. To evaluate its main parameters such as resolution, contrast, minimum temperature difference, gray scale, various DMD subsystems such as signal decoding, image normalization, synchronization drive, pulse width modulation (PWM) and DMD chips are designed. The infrared scene simulator is tested on a certain infrared missile seeker. The test results show preliminarily that the infrared scene simulator has high gray scale, small geometrical distortion and highly resolvable imaging resolution and contrast and yields high-fidelity images, thus being able to meet the requirements for the infrared scene simulation inside a laboratory.     

水下爆轰燃气泡形态与激波传播过程研究*(爆震专刊)

针对脉冲爆轰发动机在水下工作过程中形成的燃气射流问题,搭建了水下爆轰燃气实验系统,研究了第一个爆轰循环在水下的燃气泡发展变化过程。建立了基于气液两相双流体模型的脉冲爆轰发动机水下喷射模型,采用时-空守恒元和求解元方法,模拟了爆轰波退化为激波在水中的传播及衰减过程。研究结果表明：燃气泡前期受外界水环境阻滞作用呈现“豌豆状”形态,充分发展阶段气液交界面逐渐失稳,在达到最大尺寸后开始收缩并在中心轴线位置出现凸出的射流；水下爆轰燃气射流发展过程中同时存在脱离燃气泡的水中前导激波和管口燃气泡内的高压区两部分,水中前导激波在传播过程中压力迅速衰减至常压量级,而管口燃气泡内则一直保持较高压力；中心轴线区域气液交界面处反射激波的回传使管口附近出现回击现象,并导致前导激波波阵面上压力峰值逐渐出现在30°方向上。     

两点射流间隔时间对爆震波起爆特性影响的数值研究

为快速、短距起爆爆震波,基于H2/Air 8组分19步反应简化机理,采用两点射流点火的方法数值研究了不同射流管高度差引起的射流间隔时间对H2/Air混合物起爆特性的影响规律.采用与CEA计算结果及实验结果对比的方法验证了数值模拟的可靠性.结果表明,射流间隔时间对两点射流起爆有明显影响.一定射流间隔时间内可以成功起爆,但...     

两相脉冲爆震发动机模型试验研究

为了探索气－液两相脉冲爆震发动机模型内特征参数对产生爆震波的影响规律，系统地测试了以汽油为燃料、以空气为氧化剂的气－液两相脉冲爆震发动机模型在不同点火频率及不同余气系数下爆震波的峰值压力以及平均爆震波速，并对其变化进行了分析。通过分析实验结果发现，当余气系数σ增大时，爆震波发动机性能下降，在爆震室长度一定时，点火频率等于脉冲爆震频率。     

Space debris cumulative flux considering the Interval Distance-based method

The availability of engineering models to estimate the risk from space debris is essential for space missions. According to current research, cumulative flux calculation is mostly carried out based on the equal-width interval discretization. The method discretizes the volume around the Earth into cells defined in earth centered inertial coordinates. The resulting debris flux onto a target object is shown to depend on the chosen size of the cells. To avoid a discretization error, this must be accounted for. In order to present reliable flux predictions for space mission, the algorithm improvement is an ongoing topic for the related research field. The aim of this study was to examine the discretization error during the cumulative flux determination process. Both the effect of interval step length and the orbital boundary are under investigation. Several typical orbits are selected as examples here and the 2018/01/03 TLE (Two Line Element) data published by the US Space Surveillance Network is used as the debris background in this paper. Furthermore, the Interval Distance-Based method for Discretization (IDD) is adopted in this paper. A position-centered flux determination method is introduced based on the IDD method. According to the example analysis, the IDD used in the flux calculation process provides results which are less affected by the interval step-size setup; and the orbital boundary has no effect on the calculation process. In other words, the discretization error is significantly reduced. The position-centered method provided a possible suggestion for the improvement of space debris environment models.