近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝损伤特性研究

近断层地震动由于断层距较小,在到达地表之前经历的透射次数不多,因此近断层地震动一般不满足垂直入射假定。近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝抗震性能研究尚不多见。本文以Koyna重力坝为研究对象,开展了近断层地震动的脉冲型特性和斜入射对坝体抗震性能的影响研究。选择近断层脉冲型和非脉冲型地震动记录各5条,分析了地震动的脉冲特性和斜输入角度对坝顶位移、坝体损伤分布以及损伤耗能的影响规律。结果表明:脉冲型SV波在30°斜入射下,比非脉冲型SV波在0°(垂直)入射下坝顶水平顺河向位移提高了5.37倍,竖向位移提高了27倍;脉冲型SV波对坝体造成的损伤破坏范围比非脉冲型更广,主要出现在上游坝踵和下游折坡处,脉冲型整体损伤指标相比非脉冲型增大了1.71倍;脉冲型SV波作用下坝体最大损伤耗散能是非脉冲型的2.47倍,对坝体造成的损伤及能量耗散更大。本文研究结论可为近断层地震动作用下混凝土重力坝的抗震性能评价提供参考。

铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性测量及其在磁开关中的应用

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。

模拟临界照射装置特性参数测量研究

为解决核临界事故γ辐射报警系统的校准难题,需要建立模拟临界辐射场,可以使用脉冲X射线照射装置和脉冲γ射线照射装置模拟临界条件,建立辐射场之前,需对模拟临界照射装置进行性能测试。本研究以更为复杂的模拟临界X射线照射装置为例,结合ISO/TS18090-1国际标准要求,对模拟临界X射线照射装置的剂量率范围、管电压及相对标准偏差、时间特性、泄漏辐射、辐射场均匀性和重复性进行了测试。得到结果如下:剂量率上限为188 Gy/h;管电压范围为40~150 kV,相对标准偏差在0.35%以内;曝光时间范围为1 ms~10 s,相对上升下降时长小于曝光时间的0.15%;1m处的辐射野直径为5.25 cm,除照射野外的不同位置处泄漏辐射均小于0.01%;曝光时长大于1 ms的累计剂量相对标准差小于1%,结果表明该模拟临界X射线照射装置性能稳定,此项研究结果可为后续模拟临界X射线辐射场的建立提供支撑。

双组元150 N自燃推进剂发动机单阀打开脉冲特性

为了研究单路电磁阀打开对采用自燃推进剂的双组元空间液体火箭发动机脉冲工作特性的影响,对150 N发动机开展高空模拟热试车。采用推进剂组合为四氧化二氮和甲基肼,考察了氧化剂路、燃料路电磁阀同时打开和分别单独打开时20、30、50、80 ms脉宽下的发动机脉冲工作特性,脉冲控制周期均为160 ms。试验结果表明:(1)仅氧阀打开时,20、30 ms脉宽下的发动机平均推力冲量分别为0.35、0.41 N·s,分别为对应正常工况的11.08%、9.51%;50、80 ms脉宽下平均推力冲量分别为0.47、0.63 N·s,分别为对应正常工况的6.20%、5.33%,四氧化二氮均发生了充分的闪蒸雾化。(2)仅燃阀打开时,20、30 ms脉宽下的发动机平均推力冲量值相当,分别为0.17、0.18 N·s,分别为对应正常工况的5.38%、4.18%,甲基肼主要呈液态从喷管出口边缘流出;当脉宽增大至50、80 ms时,甲基肼发生不完全的闪蒸,发动机平均推力冲量随脉宽增大而逐渐增大,分别为0.22、0.31 N·s,分别为对应正常工况的2.90%、2.62%。单阀打开时,发动机脉冲工作产生的推力冲量主要与推进剂的闪蒸雾化程度有关。

脉冲激励下铁基纳米晶磁芯的Jiles-Atherton模型参数辨识及应用

通过理论分析对经典J-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合,验证了修正后的J-A方程的有效性,最后将遗传算法寻优得到的J-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯J-A参数定义中,分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差,得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%,幅值误差为2.91%,相比于J-A参数的常规非线性求解方法精度更高,能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。

放电引发非链式DF激光器脉冲特性研究

研究了工作气体分压比、总气压、充电电压及输出镜反射率对激光单脉冲能量、脉冲宽度及峰值功率的影响。实验结果表明:对于输出能量,工作介质SF6和D2的分压比为10∶1及输出镜反射率为30%时最佳,正常辉光放电状态下提高充电电压有利于增加单脉冲能量,且对于每个电压存在使能量最大的最佳气压值。激光脉冲宽度随工作气体分压比及总气压的增大不断变窄,但随充电电压和输出镜反射率的升高不断变宽。综合考虑输出能量和激光脉宽,激光峰值功率的总体变化趋势与能量一致,但二者取得最大值所对应的气体参数及输出镜参数存在差别。

不同剩磁铁基纳米晶磁芯脉冲磁化特性

铁基纳米晶材料因其优异的软磁性能被广泛应用于脉冲磁元件中。为更好指导脉冲磁元件的设计与性能分析,需要根据应用环境测试铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。该文建立了基于LC铁磁谐振放电型测试平台,选择合适的测量电路,获得高、低剩磁铁基纳米晶材料在不同磁化速率、磁感应增量下的初始磁化曲线和磁滞回线,并获得脉冲磁导率、损耗等关键磁参数的变化趋势。通过曲线拟合的方法建立了脉冲磁导率、损耗与磁化速率、磁感应增量之间的数学关系,全面反映了铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。基于铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性基础数据,能够有效、准确分析典型脉冲磁元件的工作特性并优化其设计。

光参量啁啾脉冲放大过程中脉冲特性理论研究

通过数值求解非线性三波耦合方程组 ,并利用色散致啁啾引起的瞬时频率与时间的关系 ,模拟了啁啾脉冲在光参量放大过程中的脉冲波形和频谱形状的变化关系 ,以及通过压缩器的脉冲形状。模拟结果表明 :啁啾脉冲在光参量放大过程中的时域宽度和频谱有很小程度的加宽 。

锂离子动力电池脉冲功率特性的研究

对自行研制的17Ah高功率型锂离子动力电池室温下的脉冲功率特性进行了研究。采用控制电流和控制功率脉冲充放电的方法研究电池在50%SOC下的脉冲充放电特性,然后以控制电流脉冲充放电模式循环,研究电池容量和功率的衰减规律。结果显示,电池在控制电流脉冲充放电模式下的功率变化范围为-500～338W,能量效率为96.2%;在控制功率脉冲充放电模式下的电流变化范围为-51.7～39.4A,容量效率为93.7%。电池以控制电流脉冲充放电模式循环1.7万次(2833h)后容量衰减了7.9%,放电功率衰减了13.1%。发现循环过程中容量和功率的衰减都呈现出先快后慢的衰减规律,功率的衰减主要发生在前1000次循环。

AC PDP多脉冲放电特性一维流体模型的数值分析

本文建立了ACPDP单元放电的一维流体模型,对ACPDP单元的多脉冲放电特性进行了数值分析.模型是基于对电子和离子输运的二元流体描述,包括各种粒子的连续性方程和简单的动量传输方程以及Poisson方程和电路方程.计算过程中,假定放电气体为He且处于局域平衡状态,各种粒子的反应几率设为E/P的函数,通过Boltzmann方程解出.模拟了在50kHz方波电压驱动下发生在ACPDP单元内的多脉冲放电行为,给出了放电过程中电压、电流以及各种粒子密度、电位等参量随时间的变化及其在空间的分布.

DG4型0.08mm薄带硅钢磁芯的脉冲磁化特性

本文对高功率直线型脉冲变压器常用的一种 0 0 8mm薄带DG4型硅钢片绕制的环形磁芯的脉冲磁化特性进行了实验研究 ,结果表明 :在周期为百微秒量级欠阻尼振荡激磁电流作用下 ,磁芯磁滞回线基本与工频电流激磁时相同 ,而周期在微秒量级欠阻尼振荡激磁电流作用下 ,磁芯在激磁电流第一个脉冲磁化达到饱和后 ,当激磁电流反向时 ,磁芯不能随之反向磁化 ,而是一直处于饱和状态 ,失去磁性。

注入锁定TEA CO_2激光器激光脉冲特性分析

本文在一般的ＴＥＡＣＯ_２激光器的动力学方程的基础上，给出注入锁定情况下ＴＥＡＣＯ＿２激光器的动力学方程组，并进行数值计算，结果表明，ＴＥＡＣＯ＿２激光器注入锁定激光脉冲宽度比自由运转时的变宽了，脉冲峰值功率降低，而且激光脉冲产生的时间提前，这与实验规律相吻合。

NS型与VEECO型压电阀脉冲特性测试

为了给中国联合球形托卡马克装置(SUNIST)的充气系统选择合适的压电阀,我们对国产NS型压电阀和美国的VEECO压电阀进行了送气率和脉冲送气特性的测试。实验表明二者都具有优秀的脉冲响应重复性,可满足SUNIST的要求。尽管VEECO阀在可靠性指标上经过了时间的验证,但NS阀在送气率方面更适合SUNIST等离子体实验的要求。

不同类型的近断层脉冲型地震动能量特性研究

地震动的能量分布特性对揭示结构的破坏机理具有重要意义。为分析不同类型近断层脉冲型地震动的能量特性,各选10条近断层向前方向性地震动和10条近断层滑冲型地震动,通过HHT变换提取各条地震动加速度时程的Hilbert能量和瞬时能量,对比分析了两类地震动的长周期特性和脉冲特性。结果表明:两类地震动的能量集中分布在低频区段和速度脉冲持时区段,长周期特性和脉冲特性明显;与近断层向前方向性地震动相比,近断层滑冲型地震动具有更加显著的长周期特性和脉冲特性,对长周期结构的破坏更具危险性。

快中子脉冲堆特性参数数值计算

将中子输运方程、热弹性力学方程和反应堆动力学方程耦合在一起 ,计算了XFBR脉冲堆爆发脉冲时各特性参数随预加反应性的变化关系。在反应堆动力学方程中 ,考虑了堆体外反照中子效应 ,将其作为模拟缓发中子处理。理论计算值与实验结果符合较好。在理论计算结果的指导下完成了XFBR脉冲堆脉冲产额倍增实验。

考虑脉冲信号传输特性的矿用电缆故障定位方法

为解决电缆分接头对脉冲信号的反射干扰造成故障定位困难的问题,分析了脉冲信号沿电缆传输特性:脉冲信号幅值、脉宽随传输距离的增加呈单调线性变化。在此基础上提出了一种考虑脉冲信号传输特性的矿用电缆故障定位方法:通过向电缆中注入原始脉冲信号获得反射脉冲信号,根据反射脉冲信号的脉宽、幅值变化识别电缆故障点反射脉冲信号,从而排除电缆分接头反射脉冲信号的干扰,实现故障准确定位。搭建了矿用电缆故障定位仿真模型对该方法进行验证,仿真结果表明,该方法具有较高的故障定位精度,定位误差小于1%。

近断层地震动脉冲特性对设备-结构耦合隔震体系响应的影响

基于设备-结构耦合隔震体系模型,选取了50条近断层脉冲型地震波,以脉冲周期与结构基本周期比TP/T=1为分界线,分析了周期比和脉冲能量对结构响应的影响,并对穿零次数小于等于5的隔震层位移比与周期比和脉冲能量的关系进行了拟合。结果表明:脉冲特性对结构的影响主要与周期比TP/T和脉冲能量有关,同时也需考虑速度脉冲对应的加速度曲线穿零次数的影响;此外,设备响应与顶层楼面加速度直接相关,与近断层地震动的脉冲特性则无明显相关性。

非均匀变结构脉冲特性测量方法的研究和实现

针对传统方法不适合测试非均匀变结构脉冲特性的问题,介绍了一种非均匀变结构脉冲特性的测量方法,对脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲上升时间以及下降时间进行了测试;设计并实现了以DSP为核心控制器的测试系统;测量结果可以存储、打印以便进行更深入的分析;实践表明,该测试系统具有测量参数多、精度高、实时性强及稳定可靠等优点,具有较高的工程实用价值。

振幅和相位涨落对锁模脉冲列特性的影响

用傅里叶变换的方法分析了锁模激光器中模式间的相位和振幅涨落对锁模脉冲列特性的影响。将锁模激光器中各模式的相位和振幅涨落作傅里叶展开,再通过增益谱抽样的傅里叶变化得到其时域行为。分析结果表明振幅系统涨落及随机涨落均不引起脉宽的明显变化,只引起脉冲间背景的加大,但相位涨落随机会使脉冲列强度产生波动。所用物理图像简明,结果对获得稳定的锁模脉冲列的实验研究有参考意义。

相对论长脉冲激光在非均匀等离子体中的传播特性

通过解析和数值方法研究了相对论长脉冲激光在非均匀等离子体中的传播.首先,得到了激光脉冲在均匀等离子体中传播的解析解,并通过数值模拟进行了验证.结果表明,长脉冲激光在均匀等离子体中传播时,脉冲宽度的变化不影响激光强度空间分布的变化;然而,激光脉冲的强度和电子密度的空间分布可以通过调制等离子体频率来调节.在具有高斯型密度分布的非均匀等离子体中,随着高斯型密度分布振幅的增大,激光脉冲的强度逐渐增强,激光脉冲的横向分布逐渐呈现出尖锐状分布;在具有反高斯型密度分布的非均匀等离子体中,随着反高斯型密度分布振幅的减小,激光脉冲的强度逐渐减小,激光脉冲呈现横向平台状分布.因此,等离子体的非均匀性对长脉冲激光的传播有着重要的影响.