带旋转孔容腔瞬态演化与建模方法研究

旋转孔与腔组成的孔腔系统为航空发动机空气系统的重要组成部分,其瞬态响应过程可能诱发短时危险过渡态载荷。为研究旋转孔腔的瞬态演化规律,以旋转孔前的容腔为研究重点,建立了带旋转孔的容腔CFD计算模型,分析了孔腔系统的瞬态演化过程,并基于旋转孔的稳态流动特性建立了带旋转孔容腔的瞬态1-D模型,对瞬态演化过程进行了仿真。通过对比瞬态1-D模型的结果和CFD结果,发现采用前者能基本模拟容腔的瞬态演化过程,基本满足工程需要,并完成了瞬态1-D模型结果产生偏差的原因分析。

开放V型系统相对位相对LWI增益瞬态演化的影响

数值计算具有自发辐射诱导相干性的开放V型三能级原子系统密度矩阵运动方程,分析无反转激光(LWI)增益的瞬态演化.结果表明:无论是否存在非相干抽运,探测场和驱动场间的相对位相(Ф)对增益的瞬态演化都有显著的影响;通过选择的取值可以获得更大的瞬态和稳定增益;不存在非相干抽运时,系统达到瞬态增益最大值及获得增益稳定值所需要的时间更长,演化过程中振荡幅度更大,获得的增益更大;原子退出速率r0(原子注入速率比S)的变化将使增益瞬态演化的具体过程发生改变,在r0(S)的一定取值范围内,瞬态和稳定增益随S(r0)的增大而增大.

开放的V型非共振无反转激光系统的瞬态演化

从电偶极近似和旋波近似下开放的V型无反转激光系统的密度矩阵运动方程出发 ,利用数值计算方法研究了探测场和驱动场失谐情况下系统原子响应的瞬态演化规律 ,并与探测场和驱动场皆共振时的情况进行了比较 ,我们发现失谐对原子响应的演化规律有显著影响 .

水泵水轮机导叶开启瞬态过程数值分析

基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动过程进行模拟,分析导叶区域的内部流场瞬态演化过程.结果表明:导叶开启过程中叶片对导叶区域的干涉作用由强变弱,速度分布的均匀性和周向对称性逐渐提高;设置预开一对导叶后,破坏了初始阶段流动的对称性,导致流动的不稳定性增强,活动导叶与转轮之间的压强波动幅度增大,对机组运行的稳定性有一定影响.

腔体双边二次电子倍增一阶与三阶模式瞬态特性对比

为评估高阶模式二次电子倍增对加速器射频腔动态建场过程的影响,采用蒙特卡罗与粒子模拟相结合的方法对金属无氧铜腔体双边二次电子倍增一阶与三阶模式的瞬态演化及饱和特性进行了数值模拟对比研究.研究结果表明:二次电子倍增过程中,二次电子数目、放电电流、放电功率、沉积功率随时间呈现以指数形式快速增长后趋于饱和振荡的物理规律;相对一阶模式,三阶模式的饱和值更低且上升时间更长.放电电流存在延时现象,由此引发了二次电子倍增过程中部分充电现象的出现.统计发现平均放电功率等于平均沉积功率,三阶模式的放电功率大约是一阶模式1%的水平,由此判断加速器腔体动态建场过程中高阶模式的影响较小.二次电子倍增过程中,一阶模式呈现单电子束团加速运动特性,而三阶模式则呈现加速/减速/加速及多电子束团相向运动的复杂特性;二次电子倍增进入饱和后,三阶模式的空间电荷效应明显弱于一阶模式.

准∧型四能级系统中Doppler展宽和相对相位对瞬态演化的影响

研究了具有真空诱导相干的准∧型四能级原子系统中Doppler展宽以及探测场和驱动场之间的相对相位对瞬态演化的影响。研究结果表明:相对相位对无反转增益(GWI)的瞬态演化规律有明显的影响,对泵浦场和驱动场增益(吸收)的瞬态演化规律只有很小的影响;Doppler展宽宽度D值的改变也对相位相关的GWI的瞬态演化有显著的调制作用;在取固定值的情况下,D值越大,增益达到稳定值所需的演化时间越长;D值不同时,达到增益极大值的演化时间也不同;最大瞬态增益和最大稳定增益并不对应相同的D值;选取适当的和D值,存在Doppler展宽时可以得到比无Doppler展宽时更大的增益;当存在Doppler展宽时,光场的传播方向对相位相关的GWI瞬态演化也有显著的影响,探测场与驱动场传播方向相同时比传播方向相反时可以获得更大的GWI。

自发辐射诱导相干对开放的Ladder型系统无反转激光增益瞬态演化的影响

利用开放的Ladder型三能级原子系统密度矩阵运动方程的数值解,研究了在探测场和驱动场双共振条件下,自发辐射诱导相干(SGC)对系统无反转激光(LWI)增益瞬态演化的影响以及注入速率比和退出速率对与SGC相关的增益的调制作用.研究结果表明:SGC强度的变化将使瞬态增益和最终的稳定增益发生显著的改变;存在非相干抽运时,LWI增益随注入速率比和退出速率的减小而增大,而不存在非相干抽运时的情况与此正好相反;通过选取适当的SGC强度、注入速率比和退出速率可得到最大的LWI增益的瞬态值和最终的稳定值.

一种新的复杂性的信息度量

提出一种新的复杂性度量,其特点是:第一,强调对系统演化瞬态复杂性描述的重要性,并且建议用系统对微扰反应的丰富程度来刻画瞬态复杂性;第二,基于目前的知识,建议把系统演化的终态分为6种(稳定平衡态、稳定周期态、稳定准周期态、随机态、混沌态、复杂态),并且用周期运动"等效"地对这6种终态进行描述,以刻画它们的复杂性.

插座阀芯关闭过程内部流场数值模拟研究

为研究插座阀芯关闭过程中内部流场的瞬态演化以及阀芯所受液动力大而导致延迟关闭的问题,运用Fluent动网格技术和UDF对阀芯关闭过程中的插座内部流场进行数值模拟。建立了原始与改进阀芯的插座模型,分析了不同阀芯固定开度下的稳态液动力以及阻力水头损失情况,探讨了阀芯关闭插座的瞬态演化过程以及该过程中阀芯所受的瞬态液动力情况。分析结果表明,改进阀芯所受到的稳态液动力和阻力水头损失均比原始阀芯有所降低且在阀芯开度约为1.25mm时均出现迅速增加;在瞬态演化过程中改进阀芯所受到的瞬态液动力在6.50ms之前与原始阀芯基本相近,而在6.50ms后明显小于原始阀芯所受到的瞬态液动力且内部流场变化平缓。因此,改进后的阀芯对插座在短时间内关闭而产生的延迟问题有着良好的改善。