基于杂波拖尾分布的雷达无人机检测性能分析

固定翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)给雷达低空监视提出了严峻挑战。分析雷达对固定翼UAV的检测性能,可为雷达UAV检测能力评估和技术升级提供重要参考。本文结合雷达探测低空固定翼UAV外场实测数据,首先分析了低空固定翼UAV雷达接收信号幅度统计分布,采用多项式对杂波拖尾导致的虚警概率进行拟合建模;然后,根据虚警概率分布得到雷达检测门限;进而根据UAV回波+杂波幅度分布理论推导得到雷达检测概率;最后,将理论分析性能与传统性能分析结果、雷达实际检测性能进行对比。结果表明,采用多项式对杂波拖尾导致的虚警概率进行单独建模,由此获得的雷达检测门限精度更高,从而使雷达UAV检测性能分析结果较传统性能分析结果更准确。

6063铝合金中性无铬转化膜制备及膜层性能分析

目的提高铝合金微小器件的耐蚀性,开发一种条件温和可控的转化膜成膜工艺。方法采用中性无铬转化工艺,在6063铝合金表面制备转化膜。通过研究NaF、NH_(4)HF_(2)、KMnO_(4)、十二烷基硫酸钠(SDS)和没食子酸等几种添加剂对转化膜外观与耐蚀性的影响,确定NH_(4)HF_(2)为最佳添加剂。采用电化学方法分析膜层的耐蚀性,用SEM和EDS分析表面形貌及元素组成,并采用XRD和XPS表征膜层晶态结构和化合物组成。基于检测结果,简要分析转化膜的成膜过程。结果最终得到了中性转化处理的最佳成膜工艺为EDTA-2Na8.0g/L,单宁酸1.0g/L,Na_(2)WO_(4)6.0g/L,H_(2)ZrF_(6)4.0g/L,NH_(4)HF_(2)3.0g/L,pH6.6,成膜温度为30℃,成膜时间为15 min。该工艺所制备的转化膜外观致密均匀,颜色为浅黄色。电化学测试结果表明,转化膜具有良好耐蚀性,自腐蚀电流密度由基体铝合金的16.22µA/cm^(2)下降为转化处理后的0.87µA/cm^(2)。EDS能谱分析结果表明,膜层主要由Al、C、F、O、Na、Zr和W元素组成。XRD结果显示,膜层中含有Na_(3)AlF_(6)晶体。XPS分析结果表明,膜层中还含有Al_(2)O_(3)、AlF_(3)、WO_(3)、ZrF_(4)以及金属有机络合物。结论采用中性转化处理工艺,可以在6063铝合金表面制备有色均匀、耐蚀性良好的转化膜,膜层主要由Al的难溶化合物组成。

斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计

为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸L_(N)、C型环径向壁厚T和装配过盈量S这3个关键结构参数对密封性能的影响规律。在此基础上,利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述3个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明:活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随L_(N)和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析(ANOVA)发现,L_(N)对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;L_(N)和T、L_(N)和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当L_(N)为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件(L_(N)=13.780 mm、T=0.50 mm、S=0 mm)最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%。实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果显著,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。

一种基于随机森林分类器构建高性能应用程序性能分析模型的方法

高性能应用程序的传统性能分析方法因分析过程存在额外开销和分析结果不准确等缺陷,致使用户耗费更多的时间和领域知识。为解决以上问题,将程序的性能分析问题转化成高维特征下非平衡小样本数据集的多分类问题,采集500条包含程序运行时进程切换次数、内存利用率、磁盘I/O负载等7种性能数据,经PCA降维等数据预处理后,使用随机森林分类器训练程序性能问题分析模型。实验验证该模型可识别出内存利用率过高、磁盘I/O负载过重等5类性能问题。为评估模型的指导有效性,分别采集HotSpot3D程序和LU-Decomposition程序运行时产生的性能数据,并根据模型输出结果指导,分别基于运行级和编译级优化2个验证程序运行。实验结果表明,所提方法可有效指导优化程序的运行性能,2个验证程序的加速比分别为1.056和5.657。

盘式曝气系统充氧性能分析

研究各工艺参数和系统运行参数对曝气系统充氧能力的影响,使用转盘曝气器应用于小规模氧化沟系统,分析氧气转移机理,研究孔径、每个圆盘的孔数、圆盘厚度、圆盘速度、浸入深度和圆盘数量对系统充氧能力的影响。采用亚硫酸盐氧化的非稳态方法对水进行脱氧,测量消耗的功率,测定氧传递系数并计算充氧能力和充氧效率,以满足不同曝气处理系统中的工艺需求。

星表核反应堆能量转换系统方案的初步优选与性能分析

为解决星表基地能源供给问题,选用大功率、长寿命的空间核电站作为其供电设备,对核电系统中的关键模块-热电转换的方案进行探究。通过构建多类评价指标建立评价体系,利用层次分析法(AHP)确定了热电转换的基本模型-布雷顿循环系统,在此基础上进行结构改进,建立回热式、再压缩式、预压缩式、简单中间冷却式循环系统的数理模型,推导其效率表达式,并探究系统压缩比、反应堆出口温度、冷却器出口温度、回热度等工况参数在一定变化范围内对不同结构的循环系统效率的影响,综合考虑确定简单中间冷却式布雷顿循环系统为最终的热电转换方案,以上研究可为星表核反应堆电站设计提供相应的理论指导。

纸张磨浆打浆度GBDT数学模型建立与性能分析

为提升造纸企业在纸张磨浆打浆度方面的控制能力,提升生活用纸生产质量,从某造纸企业当前所使用的DCS系统中提取了纸张磨浆生产工艺原始数据,并通过GBDT算法对原始工艺数据进行处理,并在运算过程中不断调整算法参数。为验证GBDT算法的有效性和相关参数的合理性,通过该算法对纸张磨浆打浆度进行预测,发现该算法在解释方差、平均绝对误差、选择均方误差等指标方面均体现出了较为理想的准确度水平,且运算所需时间大幅度低于常规支持向量机,可有效提升车间现场管理人员对纸张磨浆打浆度的控制能力,具有一定的应用价值。

大规模分布式系统的架构设计与应用性能分析

文章详细阐述了分布式系统基础架构、微服务与容器化技术的应用,通过电子商务平台案例深入分析了实际应用场景,并提出了一系列性能优化策略。性能分析结果表明,提出的优化策略有效提升了系统性能与可靠性。

微燃机回热循环的参数估计与性能分析

以某微燃机循环系统试验台为对象,构建了微燃机回热循环系统模型,并基于此开展了回热循环系统的性能预测与分析。考虑到系统的关键部件性能参数未知,利用极大似然估计法,结合实验数据对其进行了估计,所得预测值和实验值的误差在3%以下,表明模型能够较为准确地预测回热循环的热力性能。然后基于建立的模型,开展了全工况的回热循环系统模拟,获得了不同环境温度下随负荷变化时微燃机功率、发电效率、排烟热量和排烟温度等的变化规律以及压气机的工作区间。所获得的微燃机关键部件信息和系统性能变化规律可为相关研究提供一定的参考。

基于MOOSE平台液态金属冷却快堆燃料性能分析程序开发

液态金属冷却快堆对于我国核能创新发展具有非常重要的战略意义,开发适用其的燃料性能分析程序对于快堆的设计与安全分析具有重要意义。本文基于多物理耦合平台MOOSE,开发了燃料性能分析程序LoongCALF,程序面向金属冷却快堆燃料元件。程序采用有限元方法和JFNK方法,能够求解核反应堆燃料的热-力耦合方程,从而得到温度、应力、应变及裂变气体释放等物理量在空间上的分布及随时间的变化。程序采用模块化设计,适用于芯块材料为UO 2和MOX、包壳材料为1515Ti和HT-9的燃料元件。为验证程序的准确性,设计了两个燃料元件算例,并使用LoongCALF程序与中国原子能科学研究院Fiber-Oxide程序对算例进行对比计算。结果表明,LoongCALF程序能够准确模拟液态金属冷却快堆稳态工况条件下燃料元件内部的燃料行为与关键参数演化。

广义Gamma分布弱湍流环境含指向误差串行中继水下无线光通信系统误码性能分析

鉴于目前普遍选用的水下弱湍流模型无法准确拟合实测数据的缺陷,选取经实验测试验证的广义Gamma分布来表征海洋弱湍流,以期合理评估受湍流等因素影响的水下无线光通信系统的误码性能。提出一种包含广义Gamma分布弱湍流、零/非零视轴指向误差以及无衰落信道冲激响应隐路径损耗和多径效应的混合衰落信道模型,据此推导混合衰落串行中继无线光通信系统平均误码率的数学闭型表达;通过数值仿真验证所推导的误码率理论表达式的准确性,并考察不同系统核心参数对误码率的影响。研究结果表明:串行中继节点的引入可有效提高系统的误码性能,以零视轴指向误差、最终传输距离达45 m、误码率需求10-3为例,引入1至3个串行中继节点后,系统从一开始的无法工作,变为所需的发射功率分别降低至24 dBm、12 dBm和6 dBm;而光源初始发散角增大导致的无衰落信道冲激响应时延扩展,即符号间干扰,则会严重降低此性能改善。

面向天河新一代超算系统通用处理器的性能分析工具集

天河新一代超算系统是继天河2号后天河系列的新一代超算系统.该系统拟采用通用处理器配合加速器的混合异构架构,其中通用处理器采用ARM架构.目前,面向ARM架构处理器的性能分析工具仍不够完善,而面向新一代超算的性能分析工具更是较为匮乏,实用性和效率还难以满足编程人员的需求.本文针对天河新一代超算系统的通用处理器,设计开发了一套性能分析工具集,包含缓存冲突检测、伪共享检测和内存缺陷检测三个子工具.工具集可以在天河新一代超算系统的普通用户权限下分析系统单节点内以及数据并行性较高的多节点程序的性能问题,并可以解决程序的内存问题.本文使用min-write、缓存行对齐填充、线程访问隔离等多种性能优化策略来提高工具性能,采用以上策略的工具的运行时间可至多减少至原先的1/20,同时使用新颖的红区检测法和红区隐藏与恢复机制来降低工具报告的假错误率.本文还开发了配套的可视化界面,使用户可以对程序的性能分析数据进行可视化的分析和处理,提高了工具的实用性和易用性.工具对程序执行带来的额外时间开销是40~100倍,额外内存开销是100~200倍,正确性和实用性得以保证,可以提高天河新一代超算系统的编程效率和程序性能.

旋转爆震火箭发动机推进性能分析

针对旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine,RDE)燃烧室简化二维流场,采用流场分区,建立了一种适用于RDE工作特性的性能分析模型,可快速准确地估算RDE的推进性能。模型考虑了燃烧室内气流膨胀过程中的气流角度匹配,可准确描述存在单个爆震波时的基本流场结构特征,包括爆震波倾斜角度、斜激波角度、滑移线角度等,结果与已有文献的研究结果一致性较高。根据模型流场中所取控制体的进出口参数,可得理想膨胀状态下RDE的推进性能,估算结果与已有性能估算模型吻合较好,与已有实验数值偏差为8%。经验证推导,模型亦可用于多波模态。采用该性能分析模型对比研究了不同反应物当量比、进气总压和总温下火箭式RDE的推进性能。研究表明,性能分析模型可准确反映RDE燃烧室的非稳态流场特征,且可快速准确地估算RDE的推进性能,为RDE推进性能的评估提供了简便可靠的方法。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计与性能分析研究进展

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))Brayton循环具有效率高、结构紧凑等优点,在能源动力系统中有着良好的应用前景。离心压缩机作为该循环系统的重要部件,因其运行范围广、单级压比大、效率高等优点同样在能源、动力及化工行业得到广泛的应用。气动设计与性能分析是所有压缩机工作的基础,其包含一维气动设计与分析及全三维CFD(computational fluid dynamics)数值分析等关键部分。相对于传统离心压缩机,近临界点特殊的工质物性为SCO_(2)离心压缩机设计与分析带来了新的挑战。通过对近期相关文献的探讨,综述了SCO_(2)离心压缩机的设计方法以及相关学者的性能分析实验,着重介绍了一维设计方法和三维流动分析中的影响因素,并在综合分析后提出了关于SCO_(2)离心压缩机的设计和性能分析的研究重点。

不同起爆条件下双钢壁LNG储罐抗爆性能分析

由于双钢壁储罐具有建造周期短、投资小等优点,在LNG储存中应用越来越广泛,但其易在外罐受到外部冲击时引发内罐的破坏。为了分析储罐在不同外爆载荷条件下的破坏行为,以双钢壁LNG储罐为研究对象,考虑内、外罐及保冷材料之间的载荷传递与相互作用,建立了外罐-保冷材料-内罐多介质的多相耦合有限元模型,并对多影响因素下储罐在外爆载荷作用下的破坏进行了分析,探究其抗爆性能。结果表明:在外爆载荷作用下,内、外罐从迎爆面中心向内凹陷直至发生破坏,最大应力均在迎爆面中心,且越靠近中心应力值越大;内、外罐材料均先达到屈服强度后发生塑性变形,随后达到失效应变值并发生破坏;与外罐相比,内罐发生破坏的时间晚42.9%,变形范围和破坏范围分别小12.3%、6.7%;储罐的抗爆性能随着储存液位的升高和罐体容积的增大而增强,随着起爆位置从罐壁中心向上、下两侧移动而提高,在罐壁中心起爆时储罐的破坏程度最大。该研究成果可为双钢壁LNG储罐的设计和储存液位的控制等方面提供理论参考依据。

超临界二氧化碳超声速喷管设计与性能分析

超临界二氧化碳由于其独特的物理性质而受到广泛应用。同时超临界二氧化碳真实气体效应显著,其流动机理和理想气体差别较大,因此需要设计相应的喷管。采用特征线法设计超临界二氧化碳超声速喷管,其中二氧化碳的热力学参数基于S-W方程获得。通过CFD粘性仿真进行边界层修正。分析了改变喷管入口总压、总温对喷管内流场的影响。结果显示,设计工况下喷管出口质量平均马赫数与设计值相差0.033%,喷管内流场品质较好;非设计工况下,由于温度变化会显著改变CO_(2)的热物性参数,入口总温对喷管流场的影响比总压更大,当入口总压和总温分别降低83.33%,52.94%时,出口马赫数分别降低1.16%、提高3.23%。设计工况下喷管流场满足设计要求,非设计工况下喷管出口马赫数与设计值偏差较小。喷管具有较宽的工作域。

车车通信移动授权的功能建模及性能分析

车车通信列车运行控制系统中移动授权的生成对城市轨道交通运营效率有着较大的影响。通过分析车车通信列车运行控制系统中移动授权的生成过程及性能,建立基于有色Petri网(colored Petri net,CPN)的车车通信移动授权信息交互的模型,进行性能分析。研究移动授权生成过程中端对端通信传输时延的延时概率,根据不同信道质量下统计传输时延的平均值,计算移动授权完成的成功率。分析结果表明,基于车车通信的列车运行控制系统移动授权的生成过程,符合地铁长期演进(long term evolution for metro,LTE-M)系统端到端延时时间不大于150 ms的概率不小于98%,时延随着信道质量的下降而增加。

底部钻具组合力学性能分析及优化

深井段复杂地层倾角大,井斜控制难度大,严重影响了安全钻进。为准确控制井眼轨迹,提高钻具的造斜能力,采用纵横弯曲梁法建立力学计算模型,分析井眼曲率、地层倾角、各跨长度和外径、柔性短节、稳定器外径、翼肋推力、钻压和井斜角等因素对多种底部钻具组合力学性能的影响,优化底部钻具组合。研究结果表明:弯螺杆相比于直螺杆有更好的防斜纠斜能力,更适合在深部造斜力强的地层使用;当方位角在25°与205°时地层侧向力最小;定向井段井眼曲率对2种螺杆钻具组合的导向力影响最大,井斜角次之,钻压影响较小;翼肋推力对弯螺杆推靠式旋转导向钻具组合(RSBHA)的造斜力和造斜性能影响最为显著,钻压次之,井斜角的影响较小。研究结果可为复杂地层井斜规律的研究和控制提供参考依据,钻井工具的合理组合及优化对减少井斜问题、顺利完钻起着重要作用。

羽毛球拍丙烯酸酯胶粘剂的制备与性能分析

为提升羽毛球拍专用丙烯酸酯胶粘剂的力学性能与疏水性能,研究制备了溴化丙烯酸亚乙酯基和乙烯基硅油2种材料并对常规丙烯酸酯进行改性处理,进而生成双离子型复合丙烯酸酯胶粘剂。通过涂层硬度测试、耐冲击性测试、附着力测试、接触角测试等手段对该材料的应用性能加以验证。经实验测试发现,双离子型复合丙烯酸酯相比于常规丙烯酸酯来说,在疏水性能方面得到了显著提升,并且保留了常规丙烯酸酯在附着力和耐冲击性方面的优良性能,虽然硬度有所下降,但仍然符合羽毛球拍的生产加工要求,具有一定的应用价值。

无缓冲异步流水线建模与性能分析

无缓冲异步流水线由多台加工周期不同的机器串联组成,广泛应用于汽车、航空发动机等制造领域。无缓冲与异步两大特征直接影响系统状态空间刻画,进而影响产线性能建模。面向无缓冲异步流水线,分析机器随机故障、节拍差异等因素对产线性能的影响,开展产线建模与性能分析研究。从机器维和工件维等两个维度出发,利用活动网络图描述了流水线中工件在机器上的活动状态,刻画了工件保持时间、机器饥饿时间、机器阻塞时间等随机变量与工件完工时间的函数关系,建立了产线性能分析的解析模型。在此基础上,定量分析了系统性能指标与工件保持时间等随机变量之间的关联关系,采用迭代算法求解了生产率、饥饿率和阻塞率等系统性能指标,并通过仿真实验验证了解析模型的有效性。