壁面冷却空气对贫油吹熄特性影响的激光诊断研究

针对燃烧室中冷却壁面的冷却气膜会影响燃烧室内的流场、改变回流区结构,从而影响贫油吹熄特性这一问题,在一带有气膜冷却的旋流燃烧室上开展了不同壁面空气占比下的贫油吹熄极限测量。结果表明:壁面冷却空气占比达到0.2时,不同燃油流量下,以全局空气流量计算,燃烧室吹熄当量比降低的范围在0.09~0.1之间;以主流空气计算,吹熄当量比降低范围在0.01~0.028之间。为了更加深入研究这一规律的原因,开展了平面激光诱导荧光(PLIF)激光诊断测量,可知引入壁面冷却空气后,OH基更集中分布在靠近燃烧室底部的火焰根部。在稳定火焰工况中,与近吹熄火焰相比,在燃烧室底部附近的火焰中央有大量OH基分布,这将有助于火焰的稳定,并拓宽贫油吹熄极限。米氏散射实验结果表明,引入壁面冷却空气后可使燃油液滴更集中分布在燃烧室底部附近,这将导致根部火焰局部当量比提高,易于形成稳定的火焰。结合所得实验结果,在所使用的旋流模型燃烧室内,加入占比为0.2的壁面冷却空气,可以拓宽燃烧室的贫油吹熄极限,有助于火焰的稳定。研究结果有望对带有冷却气膜的燃烧室的燃烧稳定性调控问题提供一定的理论指导。

超声引导胸横肌平面阻滞在非体外循环冠脉搭桥术中的应用效果

目的探讨超声引导下双侧胸横肌平面阻滞(transverse thoracic muscle plane block,TTPB)在非体外循环下冠脉搭桥手术(off-pump coronary artery bypass grafting,OPCABG)中的应用效果。方法选取2022年1月至2023年9月于青岛市市立医院行OPCABG患者60例,随机分为TTPB组(B组)和全麻组(G组)各30例。比较两组麻醉诱导前(T1)、开胸骨后(T2)、血管吻合完毕(T3)和术毕(T4)的心率(heart rate,HR)、平均动脉压(mean arterial pressure,MAP);比较术中窦缓、窦速、低血压、高血压发生率,术中舒芬太尼、瑞芬太尼用量;同时比较T1、T2和T4时周围血的血浆血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)水平;以及疼痛视觉模拟评分(visual analog scale,VAS),镇痛泵有效按压次数及气管插管保留时间、重症加强护理病房(intensive care unit,ICU)停留时间,以及恶心呕吐和术后谵妄发生率。结果最后共纳入56例患者,T组27例,G组29例。两组各时间点的MAP、HR水平均无统计学差异(P>0.05),但B组高血压发生率更低(P<0.05)。T1、T2、T4时,两组AngⅡ、NE呈上升趋势,且T2、T4时,B组AngⅡ、NE明显低于G组(P<0.05)。与G组相比,B组术中阿片类药物用量、术后镇痛泵使用次数明显减少(P<0.05),术后12 h、24 h静息运动VAS较低(P<0.05),气管插管保留时间、ICU停留时间缩短(P<0.05),恶心呕吐和术后谵妄发生率较低(P<0.05)。结论超声引导下双侧TTPB阻滞用于OPCABG手术患者,能够有效降低机体血液应激指标,稳定血流动力学水平,提高术后镇痛效果,减少阿片类药物用量,有利于患者术后恢复。

激光散斑法测量有机玻璃物体微形变研究

通过设计激光散斑干涉测量系统,详细分析了激光散斑图像位相变化,以及有机玻璃离面微位移与干涉黑条纹序数和激光波长的关系。在激光散斑测量物体微形变系统中,应用物品架旋钮施加压力于有机玻璃,在632.8nm氦氖激光垂直入射于物品后,物品架旋钮分别减少6格、2格、2格,有机玻璃所受压力随之减小。在不同压力作用下有机玻璃所产生的微形变发生变化,通过CCD记录和计算机数据采集卡采集物体形变前后产生的激光散斑图样,经数值分析与计算,得到3种压力下物体的离面位移分别为1 898、1 264和632nm。得出随着有机玻璃施加压力的变小,离面位移微形变也变小的结论,为后续激光散斑压力传感器的研制提供了有效参考依据。

离面准李特洛色散光路的光程差

分析了离面准李特洛(off-plane quasi-Littrow,OP-QL)色散光路中子午光束、弧矢光束的对应关系,揭示了离面角将引起弧矢光束旋转,并使球面镜和光栅的弧矢光束不再相互对应的特性,指出系统弧矢光程差(optical path difference,OPD)并非各元件自身弧矢光束光程差的简单叠加,而是各元件上与光栅弧矢光束相对应光束的光程差之和。基于以上结论,提出了求解球面镜上沿任意方向的光线与主光线之间光程差的方向导数法,并运用它求解出OP-QL光路的光程差。最后,基于小阶梯光栅和中阶梯光栅的实例共同验证了文中分析结论和计算方法的合理准确性。

空间相机均力输出式调焦机构

为了补偿空间相机因所处复杂运载环境和空间运行环境导致的焦平面偏移,研制了一套利用均力输出组件驱动,正反双曲柄滑块机构传动,直动组件导向的新型高精度调焦机构。介绍了其结构组成和运动原理,并对其误差来源及影响因素进行了深入分析。该调焦机构采用两点支撑方式,两支撑点均力输出且无同步性误差,机构内应力小,运行平稳,调焦精度高;运动副采用预压消间隙措施,有效消除配合间隙,无空回,重复精度高。在模拟空间环境条件下,对其各项参数进行了测试。试验结果表明,该调焦机构可在±1.77mm间调焦,直线定位精度大于±8μm,重复性优于±2μm;同步性误差小于±4μm,重复性优于±3μm;调焦行程范围内调焦反射镜转角精度优于±5″,重复性优于±1.5″。得到的结果能够满足空间相机在复杂空间环境下的成像需求。

集中力作用下铝合金材料内部柱状缺陷检测的研究

工程中,构件的内部会因为各种原因不可避免地存在各种损伤或缺陷。本文通过弹性力学理论给出含柱状缺陷的铝合金材料在受到集中力作用下的离面位移场。同时运用电子散斑干涉方法成功地测量出试件缺陷覆盖层在受到集中力情况下的离面位移。理论和实验结果对比表明,利用电子散斑干涉术技术能够精确地测量含缺陷材料表面的离面位移。此实验方法可以作为一种新型的探测物体内部缺陷所处的位置和大小的评估办法。

制作平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉系统

设计和制作具有较高波前平面度和结构稳定的干涉曝光系统是研制高质量平面全息光栅的首要条件。对离轴抛物镜/洛埃镜系统、单透镜/洛埃镜系统、球面反射镜/洛埃镜系统和双分离透镜/洛埃镜系统等4种单反射镜干涉曝光系统产生的干涉条纹直线度进行了光线追迹。在干涉场中放置标准光栅,使用于曝光的两束平行光入射到光栅上,从而衍射光相干叠加产生莫尔条纹;并对上述4个系统产生的莫尔条纹做了模拟。利用Zernike多项式对莫尔条纹进行拟合得到干涉曝光系统的波前像差,比较了4个系统的差异。结果表明,采用离轴抛物镜/洛埃镜系统制作中、小口径平面全息光栅是最为合适的。在此基础上,研制了用于制作最大尺寸为110 mm×110 mm,刻线密度〉1 200 l/mm的平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉曝光系统,在洛埃镜和离轴抛物镜面形精度为λ/8（λ=632.8 nm）的前提下,平面全息光栅的衍射波前像差为0.239 6λ（λ=550 nm）。此系统经过消除外界扰动和精细装调后,可用于制作衍射波前像差达λ/6~λ/7（λ=550 nm）以上的平面全息光栅。

京西北蔚县-广灵半地堑盆地南缘断裂带的断层生长研究

通过高分辨率遥感影像解译、高分辨率DEM三维分析、野外地质地貌调查以及探槽开挖等方法,对蔚县-广灵盆地南缘断裂带上多处断层生长发育的现象进行了分析和研究。结果发现,断层的生长发育主要发生在几何结构不规则的区段,亦即断层的生长是由其几何结构不规则性决定的。这种不规则性主要包括几何形态的不平滑性或不连续性。断层的生长发育具有一种"截弯取直"的趋势和效应,消除几何结构的不规则性,使断层变得更加平滑和连续,结果是降低了滑动面的粗糙程度,更加有利于盆地内半地堑地块沿滑动面进行下滑运动。此外,断层的生长发育受不规则形态的空间尺度的影响,"截弯取直"的程度随着不规则形态空间尺度增大而降低。

基于支承压力估算的合理开切眼位置确定方法

针对开切眼附近冲击地压事故,通过理论研究和现场勘查,探索了开切眼附近冲击地压发生的原因,提出了基于支承压力估算的合理开切眼平面位置确定方法。研究结果表明:开切眼布置在上覆岩层自重应力、采空区传递应力、构造应力等叠加区域内,叠加应力超过煤岩体冲击临界值是导致发生冲击的主要原因。基于现场微地震实测数据剖面分析,估算了关键岩层的断裂角。结合覆岩空间结构,建立了支承压力估算模型,估算了叠加总应力,并绘制了支承压力分布曲线。以动应力比d=σ/σc为冲击危险性判断标准,根据经验d值,在支承压力影响范围内划分冲击危险区,指导合理开切眼平面位置或现场防冲强度的确定。研究成果经河南某矿现场应用,效果良好。

歼击机拦截巡航导弹拦截阵位研究

为研究歼击机拦截巡航导弹时的拦截阵位问题,构建了歼击机拦截阵位模型。在分析歼击机拦截来袭巡航导弹过程的基础上,根据歼击机的运动模型和歼击机接敌方法,确定了拦截阵位相关参数,并以机载导弹对巡航导弹杀伤概率为目标函数进行仿真研究。仿真结果找出了一定条件下歼击机的最优航向前置角范围,为反巡航导弹作战理论研究提供了参考。

结构参数对蜂窝复合材料错位散斑检测结果的影响

为得到蜂窝结构参数对错位散斑无损检测结果的影响,运用有限元对真空加载下蜂窝结构错位散斑检测过程的变形情况进行了计算。基于周边固定支撑的圆形薄板在均匀载荷下变形的模型推导了蜂窝材料无损检测中缺陷离面位移最大值的理论公式。有限元软件对Abaqus进行了二次开发,分析了载荷、缺陷大小、蒙皮厚度及蜂窝层厚度对离面位移最大值的影响,在其他条件一定时,离面位移最大值与载荷成正比,与缺陷半径的4次方成正比,与蒙皮厚度的3次方成反比,与蜂窝高度无关。对蜂窝材料进行有限元仿真及错位散斑无损检测试验,验证了仿真的可靠性,为实际检测提供理论指导。

三维岩样单轴压缩自由面剪应变率及位移分布数值模拟

以往FLAC对岩样变形、破坏进行数值模拟主要是针对平面应变二维问题,离三维岩样单轴压缩的试验条件还有不少差距。因此,本文采用FLAC-3D研究了三维岩样在单轴压缩及强烈端面约束条件下,自由面的剪切应变率、离面位移及面内位移的分布及演变规律,研究了自由面垂直对称轴上定点位移随时步的演变规律。在应力峰值之前及之后,本构模型分别取为线弹性及莫尔–库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。计算表明:在应力–时步曲线的应力峰值之前,自由面上的剪切应变率由均匀向不均匀分布转变;在应变软化阶段,试样的变形由对称性向非对称性转变。通过分析各个自由面的剪切带图案发现,在试样内部形成了两个空间剪切带,其中一个更占优势。在试样变形的对称性丧失之前,三维离面及面内位移曲面是光滑的、平坦的;在对称性丧失之后,三维曲面已变得凹凸不平了。在剪切带的位置,面内位移有显著的改变。自由面垂直对称轴上的离面位移在应力–时步曲线应力峰值之前发生了分离,而水平及垂直位移–时步曲线转折于应力峰值稍后或应变软化阶段。从离面位移易于识别出试样破坏的前兆。此外,在应变软化阶段,随着时步的增加,还观测到了离面位移的三种不同的变化规律:基本保持不变、增加及降低(反弹)。

离轴三反空间相机调焦机构设计

空间相机受所处复杂运载环境(冲击、振动、过载)和空间运行环境(压力、温度、微重力)的影响易产生焦平面偏移。为提高成像质量,本文设计了一种利用丝杠螺母变向、直线导轨导向、倾斜导轨驱动且适用于反射式光学系统的新型高精度调焦机构来修正离焦量。该设计采用防冷焊措施、预压消间隙措施和双重防卡死设计,有效地提高了结构强度、刚度和可靠性,从而保证了调焦精度。介绍了其结构和工作原理,描述了相应的可靠性设计措施,最后通过精度检测试验对调焦机构进行了综合性能测试。试验结果表明:该调焦机构具备良好的自锁特性,其直线运动精度优于±2μm,重复定位精度优于±1μm;调焦行程范围内调焦反射镜摆角精度绕X轴和Y轴方向均优于±3.5″,满足用户提出的精度要求。

胸横肌平面阻滞联合全身麻醉对非体外循环冠脉搭桥手术围术期的影响

目的观察双侧胸横肌平面阻滞(transversus thoracic plane block,TTPB)联合全身麻醉对非体外循环下冠脉搭桥术(off-pump coronary artery bypass grafting,OPCABG)围术期的影响。方法选取2018年10月至2019年4月首都医科大学宣武医院择期行OPCABG的患者40例,采用随机数字表法随机分为单纯全身麻醉组(A组,20例)和全身麻醉复合双侧TTPB组(B组,20例)。记录两组在术中不同阶段舒芬太尼靶控浓度及血流动力学的变化,并记录术中舒芬太尼的用量,术后镇痛VAS评分,术后气管导管保留时间和重症监护室(intensive care unit,ICU)停留时间。结果与A组相比,B组术中舒芬太尼的靶控浓度降低,循环波动小,舒芬太尼的用量明显减少(P<0.01),术后气管导管保留时间及ICU停留时间也显著缩短(P<0.05),术后12 h、24 h静息及运动VAS评分均显著低于A组(P<0.05)。结论全身麻醉复合双侧TTPB用于OPCABG有利于维持术中循环稳定,降低术中舒芬太尼靶控浓度,减少麻醉镇痛药物用量,利于患者术后早期恢复。

正交光楔列阵大尺度辐照均匀性的改善方法

用离焦打靶和楔角偏差等方法能方便有效地改善正交光楔列阵系统（ＳＷＡ）的大尺度幅照均匀性．基于标量衍射积分方法和旁轴矩阵光学方法，对以上两种方法进行了详细的分析，给出焦斑光强分布特性的理论计算、实验结果和系统最优设计参数．

基于TPX透镜的连续太赫兹波像面数字全息成像研究

太赫兹波对非极性材料具有良好的穿透性,与太赫兹波强度成像相比,相衬成像能够更好的反映物体的内部结构。本文提出了基于TPX透镜的连续太赫兹波像面数字全息相衬成像方法,研究了全息记录和再现过程,利用曲面拟合畸变校正去除TPX透镜引入的二次相位畸变。实验搭建了太赫兹像面数字全息成像系统,利用振幅型西门子星样品对系统的成像分辨率进行了定量分析,同时对有机材料和生物样品两种相位型样品进行成像,实验验证了该相衬成像方法的有效性。在太赫兹波段引入像面成像,有利于提高太赫兹成像分辨率及成像质量,在生物医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。

扩束系统设计与分析(英文)

随着光电传感技术的快速发展,对于红外干扰技术的要求也越来越高,常规系统已经无法满足能量高度集中、隐蔽性好的新要求。基于此原因,提出了一种离轴双反射式激光干扰扩束系统的设计方案,并对系统主要部件包括离轴双反射式镜组、平面反射镜及固定支撑结构进行了详细的设计与分析。为了缩小系统尺寸,采用了一种新的平面反射镜支撑结构;为减小镜面变形,离轴双反射式镜组及平面反射镜均采用微应力固定设计。仿真实验结果显示,系统一阶固有频率为45.68 Hz,其固定支撑结构应力远小于材料屈服强度。测试结果表明,系统的两轴一致性误差小于等于0.3 mrad,并可以实现1:12.01的扩束比,满足设计指标要求。

多孔径时间平均定向散斑照相法

本文提出了多孔径时间平均定向散斑照相法。通过多孔光阑进行编码曝光,可在同一底片上记录物体在各种固有频率下的振动信息。依次在相应的衍射晕上滤波可分别得到各种固有频率下的振动信息。

全息干涉法在位移定量分析中的应用

对全息干涉条纹解释技术作了简要介绍,详细分析了零级条纹(ZF)法在位移定量分析中的应用,最后总结了(ZF)法的优缺点、适用范围及条纹形状与位移的关系.

海上油田高含水油藏水平井堵水实验研究

针对曹妃甸11-1油田油层的储层特性、非均质特征以及流体性质,评价了无机铬凝胶体系的成胶性能,通过调节聚合物和交联剂的加量,形成了一系列成胶时间可调、强度可控的配方;并考察了凝胶的黏弹性随时间的变化规律。借助水平井堵水物理模型模拟水平井堵水过程中堵剂的注入过程,评价了水平段地层平面非均质性对堵剂在水平井中渗流规律以及选择性封堵性能的影响。实验结果表明,无机铬凝胶体系的储能模量和耗能模量均随着交联反应时间的延长增大;当水平段跟部渗透率高,趾部渗透率低时,其选择性封堵性能要优于跟部渗透低趾部渗透率高时的选择性封堵性能。研究成果明确了堵剂在水平井中的渗流规律,为海上水平井堵水施工设计提供了技术支撑。