电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟

针对电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟问题,基于矢量磁位A和时间积分标量电位V,采用节点单元法,并选择运动坐标系描述运动问题,推导出动态发射下的电磁轨道发射器三维涡流场有限元离散方程。结合温度场控制方程,建立电磁轨道发射器的三维电磁-温度耦合有限元模型。针对一个电磁轨道发射器动态发射问题,对模型进行数值模拟,得到了动态发射下轨道及电枢的温度场分布特点及发射器电感梯度随时间的变化规律。计算结果表明,模型计算出的脉冲电流峰值、出口电流大小、出口速度等参数均与试验结果吻合较好,验证了所开发的有限元程序代码的正确性。

动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术

分析了轻气炮实验中飞片速度漂移带来的冲击波到达样品/窗口界面时刻漂移问题、主要影响因素以及动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时序要求,采用镀膜光纤探针作为同时测量实验中动态发射率测量照明光源的触发装置,设计了光纤探针-样品之间的距离,并对设计余量进行了简单分析,解决了同时测量实验中的时间精确同步问题。在2发动态考核实验中,设计的飞片速度为4.1km/s,实测飞片速度漂移量分别为70和210m/s,动态发射率测量信号按照实验预期叠加在了样品/窗口界面热辐射信号平台之上,时序控制能够满足动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步要求。

对弹丸部件进行动态发射应力分析的方法

在弹丸设计过程中，个别部件的设计有时需要修改．针对该问题，提出了一种只对弹丸被修改部件进行强度校核的方法，并计算了一个实例．

基于多块结构重叠网格的电磁轨道发射器动态发射过程流场分析

为了研究电磁轨道发射器动态发射过程流场,采用多块结构重叠网格方法、六自由度运动模型和Java程序,建立了高超声速弹丸二维运动瞬态模型。以双椭球模型为研究对象,验证了所提出非定常计算方法和重叠网格数据交互可靠性。对电磁轨道发射器4种不同运动工况下弹丸动态发射过程流场进行了数值模拟。研究结果表明:电磁轨道发射器动态发射过程是含复杂激波系流场,涉及弹前激波、移动球心球形激波、冠状激波共同作用;弹前激波出膛口到弹体尾部出膛口过程中,弹体头部中点压力分布呈现"对称性",阻力系数分布和弹体头部中点压力分布具有相关性,弹前激波出膛口后呈现先减小、后增大"弱对称性",弹体尾部出膛口时达到峰值;弹丸在空气域运动时,近壁面压力监测点反射后峰值会超过初始监测点压力峰值,距离弹轴距离越远,反射周期越小,监测点峰值压力衰减越慢。

滤棒动态发射原理与结构开发

卷烟企业的烟机生产速度和自动化程度越来越高,其辅料的用量也越来越大,因此急需滤棒自动供料系统。滤棒动态发射基本原理是依靠压力差推动滤棒运动,根据该原理开发出的滤棒发射接收装置,其核心部分为发射单元,主要组成部分为阻挡辊、发射鼓、密封靴。阻挡辊用于向发射鼓的鼓槽内均匀地输入滤棒,发射鼓连续运转保证每根滤棒间隔一定的距离发射,密封靴通过上下运动来控制滤棒发射过程。该装置已广泛应用到卷烟企业,满足了卷烟企业需求。

稀疏队列中的动态发射机制及电路实现

针对多运算部件处理器中非流水多拍指令堵塞非相关指令的问题,提出了一种动态发射机制,该机制可以在发射当拍根据空闲运算部件数量同时选中并发射多条指令,不必提前为指令分配运算部件。动态发射稀疏队列基于一种快速的N选M电路,利用电流的大小来表征指令在队列内驻留时间的长短,通过灵敏电流放大器实现快速的筛选,最后经过RS触发器调整波形,利用NMOS放电网络得到指令位置的掩码。动态发射队列解决了运算部件冲突问题,提高了每时钟周期执行指令数(IPC),最大程度发挥全局队列的效能,其中的调度电路使用SMIC 40nm工艺实现,通过Hspice仿真验证,该电路工作频率可达8GHz。

动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术探讨

精确测量的温度参数是热力学物态方程表征的重要参数之一,也是验证物态方程和校核物理模型的关键。Planck辐射冲击测温技术,是基于灰体模型的假设,应用于冲击物理实验。此方法在低温区的实验中与理论计算符合性较差,存在较大的误差,因此动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术被提出。此技术不仅有效解决了冲击温度册立的不确定性,而且提高了测量精度,使得实验结果与理论计算、模型分析相符合,有利于理解热力学规律。

基于二重帕累托理论的共形极化阵同时发射多波束动态组阵

共形极化阵列各阵元的各向不一致性使得波束形成须根据波束指向进行组阵才能获得较好的功率增益合成。当阵列进行同时波束形成时如何通过组阵使得各波束性能都较好,复用阵元的归属是一个难点。针对这一问题,提出了一种基于二重帕累托理论的同时发射多波束动态组阵(simultaneous multi-beam dynamic array formation base on dual Pareto theory,SMDAF-DP)算法。该算法首先将基于帕累托最优理论的多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法应用于共形极化阵,分别对每个波束指向进行组阵获得优选阵列;然后,针对各波束优选阵列中的复用阵元分配问题,提出了一种基于帕累托最优理论的多元粒子群优化(multivariate particle swarm optimization,MPSO)算法,通过实数优化的方式判断粒子位置,确定复用阵元最终的归属;最后,考虑波束指向分布疏散和密集的情况,对算法进行仿真验证。仿真结果表明:相较于现有算法,本文所提算法在保证阵元不复用的基础上能使各个波束形成更优的发射方向图。此外,在波束指向较为密集的情况下本文所提算法相比于现有算法仍具有更优越的性能,具有一定的稳健性。

内膛精度对轨道炮电枢发射过程影响分析

电磁轨道炮炮膛装配精度直接影响到发射过程中枢轨滑动电接触状态,为分析炮膛装配精度对电枢动态发射的影响,基于炮膛间距实测数值,提取炮膛间距典型变化形态,并建立典型形态下电枢内弹道发射动力学模型,理论分析了炮膛尺寸变化在发射过程中对电枢受力、振动等的影响,并通过真实工况下的动态发射试验和枢轨静态滑动接触试验对理论分析结论进行验证。研究结果表明,膛间距的随机变化可导致发射过程中电枢和轨道处于非对称接触状态,在膛间距变小时,枢轨接触区域会经历由小变大的过程,这一过程有利于增大枢轨接触区域,当膛间距增大时,枢轨接触区域逐渐减小,造成局部面积通过电流过大,当内膛装配精度误差超过0.2 mm以上时,由此引起的内膛间距波动可导致发射过程中电枢受力不均,同时对电枢产生横向附加振动,这是导致电枢膛内高速运动而解体的主要原因之一。通过分析炮膛装配精度对电枢发射过程的影响,研究结果可以有效指导枢轨匹配性设计,对促进电磁炮未来工程化应用意义显著。

基于发射功率控制的动态频谱接入筛选算法

使用功率和频谱效用损失异步牵制的迭代算法对认知无线电链路发射机端进行动态发射功率控制,改变链路接收机端的信号干扰噪声比,从而得到认知无线电链路的最优功率分布,实现频谱资源的合理利用.为进一步减少认知无线电链路间的干扰,提出一种接入筛选机制.针对认知无线电链路干扰值的不确定性,用干扰值的概率分布进行描述,计算与干扰值概率分布相对应的信息熵,从而选择出接入筛选机制中需要的自适应干扰阈值.仿真结果表明:当认知无线电链路为40条时,该方案使系统中总干扰从3mW降到0.5mW.

联合发射功率控制和用户筛选的动态频谱接入方法

频谱效用主要取决于通信链路的传输速率,使用功率异步迭代算法进行认知无线电链路动态发射功率控制,可改变链路接收机端信号干扰噪声比,从而动态调整认知无线电链路的传输速率,确保可用频谱的高效利用。在此基础上,通过计算认知用户间可容忍的最大干扰功率阈值,对认知用户进行接入筛选,在保证较高网络频谱效用的同时,有效降低了网络中认知用户间总干扰。

基于多场耦合仿真的四轨电磁发射器性能分析

电磁轨道发射器的工作过程涉及复杂的多物理场耦合现象,仅通过解析计算难以实现对电磁轨道发射器性能的全面分析。为了对电磁轨道发射器的动态发射过程进行研究,以四极凸轨道电磁发射器作为研究对象,建立了瞬态电磁-热-结构多物理场耦合仿真模型,采用CLM模型模拟发射过程中过盈电枢与轨道的电接触现象,得到了发射器工作过程中电枢、轨道受力随时间变化情况和电磁场、应力、温度分布。研究结果表明,发射器电枢、轨道受力的变化趋势与激励电流的变化趋势接近,趋肤效应和速度趋肤效应会引起受力的削弱。电磁力会改变接触面上的压力分布,改善枢轨接触状态,进而改变接触区域的电流分布。发射过程中,由于摩擦力作用,温升最大处位于电枢臂尾端而电流密度最大值出现在电枢喉部。所做的研究对了解发射器的动态发射过程及发射过程中的多物理场耦合机理具有一定参考意义。

动态单光子发射计算机断层成像术在心血管疾病中的应用

冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)已成为危害人类健康的头号杀手之一。随着人口老龄化,近30年来,中国冠心病的发病率和死亡率呈上升趋势,冠心病也逐渐成为世界各国人口疾病死亡的主因[1]。因此,精准可靠的冠心病诊断尤为重要。动态单光子发射计算机断层成像术(dynamicsingle-photon emission computedtomography,D-SPECT)是新一代SPECT,与以往的核素心肌血流灌注显像不同的是,D-SPECT门控心肌灌注显像可以提供左心室功能的定量分析指标,为心功能提供多方位的评估。

环形防喷器声发射动态检测研究

在钻井作业中,为了防止井涌和井喷,实现安全高效的勘探开发作业,可靠的井控设备十分重要。防喷器等井口装置,对井控系统安全性能,特别是高压井井控系统的工作性能具有举足轻重的作用。目前,对防喷器等井控装置检测内部缺陷主要是采用超声波、磁探、渗透等常规检测以及进行耐压试验,难以发现和判定已有裂纹的扩展。该研究是利用声发射检测技术来分析裂纹和缺陷的发展归规律和极限缺陷的发展过程研究。

动态单光子发射计算机断层成像检测异常灌注面积与冠状动脉严重程度的相关性分析

目的研究静息+瑞加诺生负荷动态单光子发射计算机断层成像(D-SPECT)检测的异常灌注面积与冠状动脉病变严重程度的相关性。方法选取2022年4月1日至2023年4月1日在河北医科大学第一医院心内科住院,需行冠状动脉造影及经皮冠状动脉介入(PCI)的患者100例作为研究对象,采用心脏专用机D-SPECT行静息+瑞加诺生负荷检测。按照瑞加诺生负荷D-SPECT时较静息检查时出现心肌节段性放射核素分布稀疏或者缺损的范围占比,将患者分为轻度缺血组(范围<10%)、中度缺血组(范围为10%~20%)、重度缺血组(范围>20%),并行冠状动脉造影检查,计算Gensini评分。结果重度缺血组患者Gensini评分为(55.70±20.60)分,高于中度缺血组的(41.88±28.07)分和轻度缺血组的(39.71±21.40)分,差异有统计学意义(P<0.05);轻度缺血组和中度缺血组Gensini评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。重度缺血组的平均支架长度为(30.50±7.47)mm,高于轻度缺血组的(20.90±4.72)mm和中度缺血组的(23.50±3.87)mm,差异有统计学意义(P<0.05),轻度缺血组和中度缺血组平均支架长度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论应用静息+瑞加诺生负荷D-SPECT检测的异常灌注面积有助于评估冠状动脉病变严重程度及需植入支架长度。

应用D-SPECT评估红芪饮片对经皮冠状动脉介入治疗相关心肌损伤的影响

应用动态单光子发射计算机断层成像(D-SPECT)评价红芪饮片对经皮冠状动脉介入治疗(PCI)相关心肌损伤的影响。红芪治疗后患者血浆肌钙蛋白Ⅰ、肌酸激酶同工酶、N末端脑钠肽前体的水平明显低于常规治疗(P<0.05),心肌缺血节段数和心肌灌注总分明显低于常规治疗(P<0.05)。红芪饮片可显著改善PCI相关心肌损伤。

应用瑞加诺生负荷D-SPECT评价定量血流分数在经皮冠状动脉介入治疗中的作用

目的应用瑞加诺生负荷动态单光子发射计算机断层扫描(dynamic single-photon emission computed tomography,D-SPECT)评价定量血流分数(quantitative flow ratio,QFR)在经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)中的作用。方法选择2021年6月31日至2023年6月31日在河北医科大学第一医院心内科住院行择期PCI术的200例不稳定型心绞痛患者,年龄(57.56±8.23)岁,按照随机数字表法分为常规组(n=100)和QFR组(n=100),试验采用双盲法进行。常规组根据医师经验行PCI术治疗,QFR组根据QFR测定结果行PCI治疗。所有入选患者术前及PCI术后7 d,应用瑞加诺生负荷D-SPECT,分别采集短轴、垂直长轴、水平长轴的图像,计算心肌17节段分布下心肌灌注总积分、心肌缺血总节段数情况。结果PCI术前两组患者心肌缺血节段数(7.59±3.14 vs.7.48±3.36,P=0.811)、心肌灌注总积分(15.87±7.61 vs.15.63±5.97,P=0.860)差异无统计学意义,QFR组PCI术后7 d的心肌缺血节段数(5.58±3.36 vs.6.51±2.14,P=0.020)和心肌灌注总积分(10.55±4.41 vs.12.96±6.50,P=0.002)显著优于常规组(P<0.05)。结论应用QFR指导PCI可以更好改善患者心肌缺血程度。

大口径轨道炮弹药运用中多物理场环境表征

当前轨道炮相关研究主要集中于小口径轨道炮,对于大口径轨道炮发射过程中弹药的多物理场环境表征缺乏认知。针对该问题设计了一种大口径轨道炮发射一体化弹丸的动态仿真模型,充分考虑了组件之间的接触特征、材料属性变化以及结构变形等实际因素,讨论了发射过程中发射组件的电磁场、温度场以及结构场的时空分布特性。基于仿真结果,对发射过程中弹药运用的可靠性进行了评估。研究结果表明,该型130 mm轨道炮能够将26 kg弹丸加速至1 023 m/s,最大过载约为6 700g。此外,在发射组件出炮口的瞬间,引信感应电流以及TNT药柱所受应力会急剧增大,导致弹药运用存在安全隐患,而温度场对弹药的影响较小。

基于发射环境炮-弹-引耦合仿真的中大口径加榴炮机械触发引信失效分析

目的研究高动态发射环境中大口径加榴炮机械触发引信及其内部典型机构的响应特性和底层失效原因。方法建立炮–弹–引耦合数值模型,开展0号装药、1号装药、0.4'装填角和身管中等程度磨损等4种工况下的动力学仿真,对比不同工况下引信典型部位的响应特性。结果装药量和火炮身管磨损量是引信典型部位载荷响应的主要影响因素,身管磨损量是弹丸出炮口姿态角的主要影响因素。身管中期磨损条件下,引信夹板部位膛内径向过载响应峰值达2498.4g,为初始状态的6.1倍;回转体轴响应峰值达4296.1g,为初始状态的1.5倍;弹丸出炮口俯仰角达0.4°,为初始状态的4.4倍。试验验证结果表明,典型特征参量的仿真模拟误差不大于5%。结论弹丸发射过程中,远离弹轴的引信安全系统轴类零件会承受更大的轴向载荷冲击和径向多维度载荷冲击,更容易导致与夹板配合的轴孔结合处发生失效。火炮身管磨损会导致榴弹配用引信在内弹道和出炮口承受更高的径向过载,以更大的姿态角进入外弹道飞行,是中大口径加榴炮机械触发引信外弹道飞行章动角增大的主要因素之一。

空空导弹射后动态可攻击区计算

为了获取群体飞行器攻防对抗中空空导弹发射后动态可攻击空域的信息,提出了射后动态可攻击区的概念并进行了明确的定义。基于某空空导弹数学模型(包括气动特性、推进系统及3-D比例导引律等),应用可攻击区的快速模拟算法,计算了一些典型情况的空空导弹射后动态可攻击区。数值仿真表明,射后动态可攻击区与发射时刻动态可攻击区的边界不同,并且射后动态可攻击区不一定位于发射时刻动态可攻击区之内。