基于瑞利准则的火箭发动机稳定性缩比方法研究

针对高压补燃循环火箭发动机燃烧稳定性试验提出一种基于瑞利准则的稳定性缩比方法,通过量纲分析得到决定稳定性相似的关键参数,给出缩比尺度的确定方法。通过缩比准则,可使推进剂种类和喷前温度不变、喷注速度不变、混合比不变,喷注器和燃烧室同全尺寸发动机分别几何相似,缩比发动机燃烧室压力大于推进剂超临界值。算例分析结果表明,该方法得到的缩比发动机燃烧室的压力和流量等大幅降低。

关于瑞利激振准则的讨论

对热能激发声振的瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）准则的唯。性和通用性进行讨论，指出普特南姆（Ｐｕｔｎａｍ）和丹尼斯（Ｄａｎｎｉｓ）在证明瑞利准则时的问题。本文以里克（Ｒｉｊｋｅ）管为例，指出必须寻找新的激振机理和准则来完善对热声激励的认识。

SAR图像分辨率的统计判别准则

提出了合成孔径雷达(SAR)图像分辨率的统计判别准则。经典的瑞利分辨准则是一个基于人类视觉感知的分辨准则,存在一定的理论缺陷,在SAR图像应用中也存在两个严重问题:没有体现噪声对成像系统分辨能力的影响;没有考虑利用复图像来分辨目标;这些不足限制了SAR图像的应用效能。通过对分辨性能的分析,认为SAR图像的目标分辨问题本质上是一个假设检验问题,进而建立了分辨的假设检验模型,提出了SAR图像分辨率的统计判别准则。分别针对功率图像和复图像的目标分辨,得到了明确的分辨率与信噪比的关系、分辨率与目标相对相位的关系这两个主要结论。这些结果对于SAR系统设计、SAR图像超分辨处理及SAR图像应用都有重要意义。

黎开管自激热声不稳定的数值模拟

为探索燃烧过程中热声不稳定的产生及控制机理,采用计算流体力学(CFD)的方法,模拟了黎开(Rijke)管内的自激热声不稳定,得到了管内压力、速度、温度和气体密度的起振,最后达到极限周期的过程。通过压力与速度的相位分析,验证了瑞利准则(Rayleighcriterion)是维持Rijke管自激热声不稳定的关键因素;同时,模拟结果给出了Rijke管内的振荡流场和振荡温度场,实现了热声不稳定的可视化。通过与前人的试验研究相比发现,模拟值与试验数据基本一致,说明CFD是研究Rijke管自激热声不稳定的有力工具。

薄互层调谐与分辨率分析

针对广泛存在的薄互层储层,本文采用双层砂岩薄互层(即均小于调谐厚度的两层砂岩夹页岩薄层)模型,将该砂岩薄层视作一个整体,分析砂岩薄层厚度比不同时,薄层间的分辨能力;采用90°相位雷克子波,使具有相反极性、相同振幅的单一薄层的合成波形对称,且能更好地反映地层信息;依据瑞利准则及振幅随频率变化(AVF)分析子波主周期与砂岩薄层厚度在分辨极限下的关系。研究结果表明:当层间页岩层厚度及砂岩薄层厚度比一定时,在分辨极限条件下,子波主周期与砂岩薄层厚度(小于调谐厚度)呈线性变化趋势;砂岩间分辨极限理论上可远低于四分之一波长。用AVF方法分析多层砂岩薄互层模型时,所得结论相对于双层砂岩薄互层模型具有较好的线性拟合。

地震分辨力新认识

地震分辨力一直是地震勘探研究的主要问题之一。本文在阐述了地震分辨力与地震分辨率差异的基础上,介绍了地震分辨力的定义、准则,讨论了地震分辨力同地震地质解释能力之间的关系和差异,重新认识了噪声与分辨力的关系。研究认为:地震分辨力是地震资料的一种客观存在,它只决定于地震子波的特性,与地震剖面中是否存在噪声无关。提高地震分辨力的惟一途径是改善地震子波本身的特性。提高地震资料的信噪比只能提高地震地质解释能力,不能从根本上提高分辨力。在地震分辨力一定的条件下,利用特殊的方法(技术)可以解释地层厚度小于1/4波长的薄层的变化,但这并不意味着地震分辨力的提高,仅仅说明地震地质解释能力的增强。

基于室外场RCS精确测量分析

在现代高科技战争中,不论是空中目标还是地面目标,其隐身性能(雷达散射截面RCS)的大小直接影响其生存能力。因此,随着隐身技术的高速发展,对RCS的测试也提出了更高的要求。如何精确测量目标的RCS,特别是低散射物体,将对武器系统的研究设计及定型改进具有十分重要的意义。对如何实现室外RCS精确测量进行了相关的研究和分析,并通过实验,结果证明具有较好的效果。

头部空腔对固体火箭发动机压强振荡抑制作用的数值研究

为了揭示头部空腔对固体火箭发动机压强振荡的抑制原理,以VKI实验发动机为基础,使用大涡模拟方法,对障碍物旋涡脱落诱发的振荡流场开展了数值研究,获得了压强振荡的频率和幅值,并和实验数据进行了对比。通过在发动机头部加入空腔,发现压强振幅明显减弱,证实了瑞利准则用于指导头部装药抑振设计的有效性。研究结果表明,空腔体积、位置、形状对振幅的影响很大,改变装药结构本质上是质量抽取与注入之间的相互抗争过程。装药头端复杂流场对抑振基本无效,在声压波节处改变药型对抑振基本无效,在声压波腹处加入的质量通量越大,振幅增加越显著,空腔越靠近声压波腹,空腔对声能的阻尼效应越强。

路面蜃景：热空气的把戏？

路面"下蜃景"是日常生活中极易见到的现象.长期以来,它被学术界公认为是由于路面空气层温度梯度引起的折射率梯度所形成的一种光的折射现象.但也有一种不同的观点,认为蜃景就是在掠入射条件下的一种镜反射现象.由于缺少合理、定量的证据,公认的光折射理论并没有受到动摇.本文展示了几幅从湖北省武汉市喻家山北路的一段路面上实验拍摄到的蜃景图像,拍摄时间为2009年12月的冬日.同时,采用热电偶测量结果表明,该路表面及其上空气层并无明显的温度梯度.这个实验为质疑"下蜃景"由温度梯度引起光线折射而形成的理论提供了直接证据.此外,检测发现,发生蜃景反射的道路平面上的临界掠入射角约0.2°,根据瑞利准则,这个角度不能使粗糙面像光滑表面一样将入射光反射.所以,该现象应作为粗糙面散射的一个似镜反射观测效果,并不能从根本上由光在空气层中发生折射来解释.本研究结果表明,这里展示的成像机制和基于观测的分析方法,为认识在粗糙面的掠入射条件下发生的多种散射现象提供了一种有潜力的方法,如在结冰湖面上偶然观测到的亮度异常的"上蜃景"以及非镜向反射峰值现象.

轴对称射流火焰的数值模拟及稳定性分析

燃烧过程是能源利用过程中不可缺少的环节,而燃烧不稳定现象则是燃烧过程优化应用中潜在的威胁,其导致的热释放率和压力波动会对燃烧器造成极大危害.燃烧不稳定性的产生机理研究和有效控制具有十分重要的意义。近年来很多学者围绕燃烧不稳定性做了大量的理论和实验研究,但绝大部分研究针对预混火焰而不是扩散火焰.人们认为热声的耦合作用是燃烧不稳定性产生的根本原因,瑞利(Rayleigh)准则提供了判断燃烧不稳定性的一个重要判据。本文通过轴对称射流火焰的直接数值模拟(DNS)探究了压力扰动和速度扰动对燃烧不稳定性的影响,并且利用Rayleigh准则对结果进行了分析。结果表明,通过适当地改变射流入口压力和速度脉动,能够使声能的增长受到抑制,从而为控制燃烧不稳定性提供有效的途径。

散斑照相离焦容限的研究

本文分析了几何景深、焦点论以及瑞利准则给出的离焦容限之间的关系,指出当用几何景深公式控制离焦容限时,所得结果与焦点论,瑞利准则结果一致。上述结果可用于白光散斑照相方法测量曲面变形。