窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系的抗震性能

针对钢结构住宅凸梁、凸柱和抗侧刚度不足的问题,提出一种新型窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系;通过与传统H形钢柱-平钢板剪力墙体系进行对比,确定内嵌波纹钢板布置方式,采用ABAQUS软件建立所提出体系的有限元模型,对所提出体系的抗震性能进行分析,探讨外部框架截面形式与布置方式、波纹钢板厚度与剪跨比等对所提出体系的抗侧承载力、耗能能力和塑性变形能力的影响。结果表明:所提出的体系具有较大的抗侧承载力和较强的耗能能力、塑性变形能力,极限抗侧承载力为设计值的1.73倍,具备一定的安全储备;横向布置的波纹钢板能有效减小其作用于框架梁柱的荷载;采用十字形异形柱使所提出的体系有更强的塑性变形能力;所提出体系中的异形柱偏肢宜沿剪力墙面内方向布置,内嵌波纹钢板厚度宜取为3~5 mm,剪跨比宜控制在1.25左右。

具有四陷波特性的小型化超宽带天线设计

为避免通信过程中所存在的窄带通信频段的干扰,提出一款具有小型化四陷波特性的超宽带(ultrawideband,UWB)天线。该天线的辐射贴片采用半圆与矩形构成的特殊图形,并进行切角,在接地板的改进中采用可以有效扩展该天线在高频带宽的阶梯型结构。为了达到小型化以及四陷波特性,在尺寸仅为19.5 mm×18 mm×1.6mm的天线的辐射贴片上进行陷波处理。仿真表明:此天线在4.1~4.5 GHz、4.9~5.85 GHz、7.15~7.75 GHz、以及7.96~8.55 GHz的频段回波损耗大于-10 dB,能够有效抑制数字微波通信频段波段、WLAN波段、X波段以及国际电信联盟波段对于信号传输的干扰,陷波后天线工作带宽达到3.5~10.6 GHz,可以广泛投入到UWB通信的应用,且陷波特性良好,四陷波特性也扩大了通信应用的领域,可以满足多种超宽带通信系统的应用。

窄河谷大夹角挑流消能工体型优化研究

针对窄河谷大夹角条件下挑流消能易出现冲击两岸、冲坑过深的问题,采用水工整体模型试验方法对具有代表性的某水利枢纽深孔放水冲沙洞挑流鼻坎体型开展优化研究,并对比分析了水舌形态和下游河道冲刷特性。结果表明,不对称收缩的异型窄缝式消能工可使水流在狭窄河道归槽,水舌纵向拉伸效果较好,大幅减轻了河床冲刷;提出了收缩比、收缩角差、斜切面积比等特征参数适宜的挑流消能工体型,可供窄河谷大夹角条件下挑流消能设计参考。

建筑钢结构厚板窄间隙气电立焊工艺研究

钢结构件中的焊接H型钢,其厚板T形熔透焊缝焊接以人工气体保护焊打底、填充为主,效率较低。通过介绍采用窄间隙气电立焊方法进行H型钢厚板T形接头熔透焊缝焊接的工艺试验,为H型钢厚板T形熔透焊接提供了一种可借鉴的焊接工艺方法。

小型化多陷波新型超宽带天线设计与研究

提出了一种小型化新型多陷波超宽带(UWB)天线,陷波结构简单且紧凑,该天线体积仅为25 mm×18 mm×1 mm。天线由改进矩形辐射贴片和改进的半圆形接地板组成,天线的工作带宽为3.1~15.1 GHz。在辐射贴片上开U形窄缝隙和倒U形槽,实现了4.1~4.8 GHz频段和7.1~7.9 GHz频段的陷波特性,且在微带线上刻蚀U形窄缝隙,产生了5.4~5.9 GHz频段的陷波特性,通过优化测试表明,该天线能有效抑制INSAT波段(4.4~4.5 GHz)、国际卫星波段(4.5~4.8 GHz)波段、部分WLAN波段(5.725~5.825 GHz)以及X波段(7.25~7.75 GHz)多频段的窄带信号干扰。除陷波频段外,该天线具有良好的性能和全向辐射特性,适合应用于各类超宽带系统中。

基于目标检测的焊接电弧形态在线定量检测

超窄间隙焊接过程中电弧形态难以在线监测和定量描述,为此提出基于YOLOv5s的轻量化目标检测网络YOLO-SEC.设计3种轻量化卷积模块AD-Shufflenet、LC3和Conv-Maxpool,应用于基线网络的骨干网络和颈网络;在检测头网络中使用单检测层推理结构,有效降低网络复杂度.设计并使用k-means+算法聚类数据集的已标注锚框,得到网络训练所需的预设锚框尺寸.引入EIoU定位损失函数,提升网络的准确率.将单目线性相机标定算法引入预测框绘制函数,在焊接前通过标定将像素长度转化为实际长度,实现电弧尺寸的定量描述.实验结果表明,YOLO-SEC的检测精度达到99.2%、测量误差小于0.5%、推理速度为3.1 ms、网络体积为0.6 MB,以上指标均优于YOLOv5s网络和同类型轻量化网络.

狭长空间氢气爆燃场障碍物有效影响区域计算

氢燃料电池船储氢量大,供氢管路复杂,易发生爆燃事故。基于大涡模拟(LES)与预混燃烧模型,对含障碍物的狭长空间进行氢气-空气预混气体爆燃研究。结果表明:不同截面形状的障碍物中,方形截面障碍物对爆燃过程影响最为显著,其有效影响区域也最长,为0.288 m;其次为三角形和圆形截面,分别为0.195 m和0.192 m;有效区域会随着障碍物与着火点距离的增加而呈现先增后减的趋势。爆燃火焰倾向于避开涡旋,向着无涡区发展。障碍物分散度的增加对爆燃过程具有抑制作用,并在分散度为3时,达到最优的抑制效果。

多层膜光学元件对光束线宽响应特性的研究

多层膜光学元件的设计是基于理想的单色光进行的,然而光源发出的光束均存在光谱线宽,在非单色光条件下工作,元件的光学特性会偏离理论值。为了分析光束线宽对多层膜光学元件的光学特性影响,首先,基于薄膜辐射特性的部分相干理论,提出了准单色光束入射条件下多层膜光学特性计算方法;其次,通过数值模拟实验研究了光束线宽对窄带滤光片光学特性的影响。研究结果表明:随着线宽增大,滤光片透射通带的矩形度逐渐降低,半高全宽先降低后增大,其在滤光片的理论半高全宽附近取得最小值;光谱线型主要改变透射通带的透射率,对于透射谱线的矩形度以及半高全宽影响较小;为了保证窄带滤光片的通带形状,入射光束的线宽应当小于滤光片透射谱线的理论半高全宽的一半,光谱线型应当趋近于矩形线型函数。

大风条件下不规则建筑群形态对污染物扩散影响的模拟方法研究

针对不同风场和不规则建筑群形态对污染物扩散的影响问题,提出大风条件下不规则建筑群形态对污染物扩散影响的模拟方法。以风洞实验数据为基准,对比常见标准κ-ε湍流模型、RNGκ-ε湍流模型和Chen-kimκ-ε湍流模型,采用表现较好的标准κ-ε湍流模型作为后续实验数据采集模型,分别对不同风场下相同不规则建筑群和相同风场下不同形态建筑群的污染物扩散情况进行了模拟研究。分析模拟结果可知,大风以及不规则建筑群形态均会对污染物扩散产生影响,所以结合当地风场特性科学合理的调节不规则建筑群形态在改善污染物滞留中具有积极的意义。

窄长型充填体的拱架效应及其对目标强度的影响

利用Belem模型计算拱架效应对于充填体垂直应力的转化率,分析充填体3种应力状态下的目标强度(支撑围岩、侧向暴露自立、支撑设备),对比拱架效应引入前后充填体垂直应力降低比率。结果表明:谦比希铜矿窄长形充填体自重应力为0.4 MPa,拱架效应转化后,充填体所受垂直应力仅为0.055 MPa,转化率达到86.25%,最大主应力为充填体宽度方向上的水平应力0.289 MPa;支撑围岩与设备要求强度1 MPa,自立要求强度0.2 MPa。窄长型充填体的目标强度设计应考虑拱架效应对于垂直应力的转化,从而降低相关技术经济指标。

大视场线阵推扫激光3D成像雷达光束整形

针对传统光束整形的窄带激光束能量主要集中在光束的中间部分,这种能量分布近似于高斯分布,无法满足大视场线阵推扫激光3D成像雷达的技术要求。本文提出一种新型的光束整形技术来解决推扫式激光雷达需要窄带状激光束的问题。该方法根据锥镜的光学特性,采用双轴锥改变激光束的空间能量分布,再经过柱面镜后激光束整形为"U"型窄带状激光束。实验结果表明,整形后的"U"型窄带状激光束能够满足大视场线阵推扫激光三维成像雷达技术要求。

一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

为了改善大功率半导体激光器快轴和慢轴两个方向光束质量极不均衡这一光束特性,基于几何光学的折射原理,经过理论分析和软件模拟实验设计了一套发射光学系统,采用柱面镜改变快轴和慢轴的发散度,使输出光束在子午方向上以窄视场发射,在弧矢方向上覆盖±30°的视场,并加入特殊结构的棱镜混光,得到目标区域内能量分布均匀性大于75%的窄带状光束,能量利用率达80%以上。结果表明,单套发射系统可以完成工作距离15m以内的±30°视场探测,6套发射系统构成360°视场完成周视探测。这一结果对于提高激光主动探测的精度和增大其使用范围是有帮助的。

矩形窄缝通道近壁汽泡滑移和浮升可视化实验研究

采用高速摄像仪从宽面和窄面拍摄、观察矩形窄缝通道内近壁汽泡滑移、浮升运动,发现在加热面倾斜朝上和竖直向下流动沸腾时汽泡易于浮升。汽泡浮升后,其运动速度迅速增加。由于浮升汽泡处于过冷流体中,其界面上发生冷凝,导致汽泡界面形状变化较大。基于可视化实验结果,从受力角度分析不同流动方式和加热面放置方式对近壁汽泡滑移和浮升的影响。

高功率超短脉冲激光系统中光谱增益窄化补偿的调制函数

设计了一种与高功率超短脉冲激光放大过程中获得的总增益、增益介质的带宽、激光带宽、脉冲中心波长等参数相关的调制函数,对激光放大过程中的光谱增益窄化进行补偿。此调制函数的优越性在于,对不同性能的激光系统,无需改变调制函数的形式就能适用。通过数值模拟的方法,讨论了在不同增益介质带宽、激光带宽、脉冲中心波长下的补偿效果。此调制函数在高功率超短脉冲激光系统中有良好的应用前景。

一种基于数字器件的多参数皮秒级脉冲成形系统

为了适应各种通信应用中对同步信号的不同要求,本文利用可编程高速数字器件,设计实现了一种皮秒级窄脉冲成形系统,实现了各参数的高分辨率在线可调,并具有皮秒级的脉冲边沿和抖动。实验结果表明,系统成功实现了设计目标,具有广泛的应用前景。

伞形端头光源—光纤耦合器

大功率、高能量、窄脉冲激光与光纤之间的耦合对激光的应用有着重要的作用。但是 ,由于光纤端面具有一定的损伤阈值 ,利用透镜实现上述耦合是十分困难的。本文通过分析光纤端面的损伤机理 ,设计了一种伞形端头光源 -光纤耦合器 ,实现了大功率 (10MW ) ,高能量 (2 0mJ) ,窄脉冲 (2 0ns) ,高频电光调QNd∶YAG激光与光纤之间的耦合 ,耦合效率达到 80

矩形窄缝通道内滑移汽泡生长及界面形态可视化研究

采用高速摄像仪从宽面和窄面观察窄缝通道中孤立汽泡区域内滑移汽泡生长以及滑移过程中汽泡界面形态的变化规律。研究结果表明,在拍摄窗口内滑移汽泡生长速率较小,小汽泡的生长速率略高于大汽泡的生长速率。从宽面观察,滑移汽泡呈近似球状;从窄面观察,平行于加热面方向的轴长略小于垂直于加热面方向上的轴长。总体来说,在本实验工况下,汽泡在滑动的过程中其前后接触角变化不大。

预混火焰在冷壁面狭缝中传播与熄灭的判据

模拟了非稳态预混乙炔-空气火焰在冷壁面平板狭缝中的传播与熄灭,针对壁面散热和狭缝高度对火焰形状和火焰传播状态的影响进行了重点讨论.结果显示,火焰在较大的狭缝通道中会经历一个由郁金香状向蘑菇状转变的过程,即壁面散热抑制了郁金香状火焰的形成.较小狭缝通道中的火焰初始时刻会形成蘑菇状火焰,但随着散热的加强,火焰会逐渐熄灭.另外,系统分析了火焰在不同高度狭缝中的传播与熄灭状态,提出了火焰部分熄灭和完全熄灭的判定标准,即火焰在平板狭缝中传播与熄灭的判据.

一种新型太阳敏感器

太阳敏感器是卫星姿态控制系统中常用的一种光电敏感器。当卫星控制系统转入应急模式时,太阳敏感器的宽视场快速捕获太阳尤为重要。本文设计了一种梯形狭缝式太阳敏感器,该敏感器具有大的检测视场(157°)且可满足大太阳角(最大175°)下的应用,而采用梯形狭缝设计可大幅度减小太阳角大范围变化对太阳脉冲宽度的影响,从而便于后续处理电路的设计。实际的在轨飞行试验中验证了这种太阳敏感器的实用性。

一种窄带平稳随机过程功率谱的简化拟合方法

基于平稳随机过程的基本原理 ,建立了拟合窄带平稳随机过程的功率谱所需的成形滤波器的简化模型 ,推导了窄带平稳随机功率谱的峰值、峰值频率、带宽与成形滤波器相应参数之间的关系 ,给出了拟合窄带平稳随机过程功率谱的简化方法。应用此方法对美国海军 CVA59航空母舰海上运动的垂荡、纵摇和横荡运动分量的 3个具体的功率谱实例进行了拟合 ,通过对将实测值与拟合结果进行比较 ,表明 :这种方法能够很好地拟合典型的对称窄带平稳随机过程 ,对于对称性不好和带宽较大的的功率谱 ,拟合的误差相对大一些。