载人月球探测飞行器综合电子系统技术发展研究

针对载人月球探测飞行器数据种类多、数据量大、数据分布远的特点和高可靠性数据通信要求,通过调研国内外航天器综合电子系统发展趋势和系统分析载人月球探测任务的研制需求和技术特点,秉承网络一体化、计算通用化、执行集成化、软件APP化的设计理念,提出了全新的“统一管理-区域执行”两层分级控制综合电子系统架构,对高性能计算、时间触发网络、高集成采集驱动、分时分区操作系统等关键技术的研究目标和实施途径进行了详细阐述,应用于载人月球探测飞行器综合电子系统设计后,将有效提升自主健康管理和任务规划能力、功能密度、设计可靠性及有人参与的闭环控制能力。

冷却表面温差对高温质子交换膜燃料电池性能的影响

通过建立高温质子交换膜燃料电池数学模型,模拟了冷却表面存在不同温差时燃料电池内热-电-质的传输特性,分析了温差对电池内温度分布、氧浓度分布、极化曲线、膜质子电导率和电流密度的影响。结果表明:膜内温度和质子电导率随着冷却表面温度的降低而降低;催化层内的局部氧浓度随着冷却表面温差(即温度梯度)的增大而增大,但电流密度受温度及反应物浓度双重因素影响,电流密度及功率密度随着温度梯度的增大而下降。当冷却表面温度梯度从0增加至0.82 K/cm时,峰值功率密度从0.578 W/cm2下降到0.523 W/cm2,下降了9.52%。控制工作电压大于0.5 V、温度梯度小于0.20 K/cm时可获得较好的电流密度均匀性。当工作电压为0.5 V,冷却表面温度梯度为0.20 K/cm时,电流密度均匀性为92.71%。

直流式风洞测量不确定度评定研究

为科学评定分析直流式风洞运行数据准确性,以WZ860070-E型直流式风洞为研究对象,参照QX/T84-2007《气象低速风洞性能测试规范》对风洞的流场均匀性和流场稳定性进行测试实验。通过GUM方法对2、40、60 m/s测试点的流速均匀性、流速稳定性的测试结果开展测量结果不确定度评定。结果表明,测量重复性引入的分量为主要影响量;扩展不确定度评定结果基本满足JJF1094-2002《测量仪器特性评定》的合格判据,可信程度较高;受标准测试设备性能及外界因素影响,2 m/s风速流场均匀性和流场稳定性的测量结果扩展不确定度结果同高风速的相比偏大。

凤台电厂双V型均流收尘电除尘技术提效改造试验

清洁高效先进节能的煤电是新能源体系的重要支撑,节能减排是火电厂今后的重点工作。对凤台电厂某660 MW机组电除尘器进行了性能测试分析,发现电除尘器出口A通道、B通道烟尘浓度偏高导致整体烟尘浓度偏高,电除尘器进口A通道、D通道流场不均匀,部分供电分区已退出工作,电除尘器出口烟尘平均质量浓度为81 mg/m^(3)超过了设计要求。在此背景下,开发了双V型均流收尘电除尘技术并进行了改造,对高压电源和烟道导流板进行了恢复性检修,改造后电除尘器出口粉尘浓度降至20 mg/m^(3)以下。对比试验得出:均流收尘电除尘技术具有显著的均流和收尘提效作用,可作为燃煤电厂老机组和非电领域电除尘器改造的选择方案。

铜电解新型槽间导电排研发与应用

针对常规铜电解槽间导电排存在的问题,基于“同极两触点”原理,研发包括主导电排、绝缘板、辅导电排的铜电解新型槽间导电排,确定了其材质和制造工艺,并以同等的生产条件开展了生产试验研究。根据试验结果可知:采用新型导电排,接触点温度平均降低1.8℃,每个电解槽的电压值平均降低了9.13 mV,表明导电性更好;每块阴极铜重量平均提高0.65%,表明电流效率提高0.65%;每块阴极铜重量平均方差降低0.15,表明每块阴极铜的重量波动减小,极板导电均匀性更好。

并联DC-DC变换器网络控制系统的信号量化研究

针对并联DC-DC变换器网络控制系统(NCS)因无法及时处理冗长信号而导致系统均流输出性能较差的问题,结合滑模控制(SMC)策略提出一种NCS均匀量化设计方法。以并联Buck变换器为例,首先设计了其主从均流SM控制系统;后在连续域内对含SMC的NCS进行均匀量化设计,并根据量化误差分析了系统的稳定性能;再考虑到变换器在实际数字控制系统中的应用,采用零阶保持器研究了均匀量化SMC系统的离散化效应并给出了稳定性条件;最后,利用仿真分别分析了连续和离散域中不同参数条件下系统的输出性能,得到当量化步长与采样时间分别取0.1与0.1 ms时系统输出性能最优,并在该最优参数下进一步通过实验证明,所设计均匀量化SMC系统能够将并联Buck变换器的输出电压与均分电流稳态误差分别控制在0.117 V与0.008 A内,验证了所提设计方法的正确性。

线性剪切流作用下设置沉井施工期受力特性研究

为研究水流作用对设置沉井施工期受力特性的影响,采用线性剪切流模拟非均匀流,建立水流-圆形设置沉井相互作用模型,分析不同施工阶段圆形设置沉井与水流的相互作用情况,并与均匀流作用进行对比。结果表明:线性剪切流作用下圆形设置沉井水流力及水流力矩随流速的增加均呈平方关系。线性剪切流呈表面流速大、底层流速小的规律,对结构尾流区的涡漩有显著抑制作用,与均匀流作用相比,线性剪切流作用下结构受力偏小。随着沉井不断下沉,结构吃水深度增加,过水断面进一步压缩形成了绕流,引起局部压力及水流力成倍增加。

C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体局部放电起始电压的试验研究

研究C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)环保绝缘气体的局部放电特性,可为环保型气体绝缘电气设备的设计制造及运维提供技术支撑。为此,利用针–板电极研究了极不均匀电场中C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体的交流局部放电起始电压(partial discharge initial voltage,PDIV),并分析了O_(2)的体积分数、气压以及电场不均匀系数对其PDIV的影响。试验结果表明:在0.15~0.25 MPa气压范围内,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中加入O_(2)体积分数不宜超过4%;而在0.35~0.65 MPa气压范围内,3种O_(2)占比中,在C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体加入体积分数为4%的O_(2)的方案相对最优。混合气体的PDIV随气压的变化会出现“驼峰效应”;O_(2)体积分数小于8%时,不均匀系数的增加能够有效减少C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)这2种混合气体PDIV幅值的差别;而O_(2)体积分数高于8%时,不均匀系数的变化对2种混合气体幅值差别的改变影响很小。因此,从混合气体交流局部放电起始电压角度考虑,C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体具备应用于气体绝缘交流设备的可行性。

绝缘子不均匀积污成因及其对交流闪络特性的影响

在单一风向的作用下,线路运行绝缘子会呈现背风侧污秽积聚较多的现象,降低其绝缘性能。通过建立三维电场-流场耦合模型,仿真模拟污秽颗粒运动过程,揭示了绝缘子背风侧回流和涡流是造成污秽积聚的主要原因。采用人工涂污法模拟绝缘子表面迎/背风侧不均匀积污,并开展交流闪络试验,研究平均盐密(SDD)、迎风侧与背风侧盐密比(J)和背风侧面积占比(R)对平均闪络电压(Uf)的影响。结果表明,Uf随SDD的增大而降低,随J和R的增大而升高,且J在SDD较低和R较小时对Uf影响更大,R在SDD较低和J较小时对Uf影响更大。通过观测绝缘子闪络过程发现,均匀染污时放电电弧随机发展,而在不均匀染污时电弧总出现在背风侧,且升压过程中泄漏电流幅值较大。

吊弦非均布下400 km/h接触网动态性能提升研究

研究目的:本文聚焦接触网吊弦的间距及其分布,研究其对400 km/h接触网动态性能的提升效果,为400 km/h高速接触网吊弦的非均布设计提供指导。首先,采用线路实测的定位点抬升位移曲线验证弓网耦合动力学仿真模型建模方法的合理性,分别建立3种不同跨距(45 m、50 m和55 m)的弓网耦合动力学仿真模型。然后,以吊弦距定位点的距离即吊弦的非均布方案为输入变量设计实验,再进行弓网耦合动力学仿真,提取接触力标准差作为输出变量。采用BP神经网络建立输入-吊弦布置方案和输出-接触力标准差之间的关系模型,当模型的拟合优度和预测精度满足要求时,再采用遗传算法搜寻该神经网络模型中使输出接触力标准差最小时的输入变量,即最优的吊弦非均布设计方案。研究结论:(1)BP神经网络和遗传算法相结合可以有效地进行吊弦的非均布设计;(2)提出了跨距为45 m、50 m和55 m的接触网中吊弦的最优非均布设计方案;(3)吊弦非均布对400 km/h接触网动态性能有较大的提升效果,接触力标准差分别降低了34.8%、39.3%和18.0%;(4)本研究成果可为400 km/h高速铁路接触网的参数设计提供指导。

调研分析:中国校服产业调研与法规研究

中国校服的发展经历了多个阶段,如今已形成庞大且多元化的产业。文章从校服的演变历程、教育功能角度出发,开展了中国校服的产业调研,解析市场现状与发展趋势。同时,为充分发挥校服行业标准对产品的规范性作用,文章对国家出台的行业相关法规进行研究,以促进校服产业的政策、技术和标准的制定和改进,从而充分践行校服的多重教育价值,推动中国校服产业向更高质量、更好发展的方向稳步前行。

基于正交试验的高电流密度铜电解槽结构优化

为减少高电流密度铜电解过程中阴极积瘤现象、降低残极率及提高电流效率,基于多物理场耦合理论与正交试验方法,研究了进液管半径、阳极板底部圆角半径及极间距对铜电解精炼效果的影响。单因素分析发现,随着进液管半径的增大或阳极圆角半径的增大,电流效率和阴极铜沉积厚度均匀性均呈现先增大后减小的趋势;随着极间距的增大,电流效率逐渐减小,阴极铜沉积厚度逐渐均匀。正交试验分析得出使铜电解精炼效果优异的电解槽结构参数为:进液管半径3.5 mm、阳极底部圆角4 mm、极间距110 mm。本研究可以为优化电解槽提高生产效率的研究提供理论指导。

垂直连续电镀不同阴阳极回路设计对比分析

随着半导体封装基板向高密度、高精度等方向发展,电镀工艺也从减成法全板电镀转变为加成法图形电镀,为了在保证高产能的同时确保精细线路的均匀性以及品质的可追溯性,对封装基板的图形电镀提出了更高的挑战。文章针对垂直连续电镀的不同阴阳极回路设计,分析其结构,电流回路及产品跨槽时的电流切替,并结合实际应用中产品出现的问题,阐述了不同回路在可追溯性、产能、电流控制精度、线路均匀性、成本以及发生异常对产品影响程度等几个方面各自的优缺点,为设备选型和生产提供参考依据。

高温超导体临界电流密度非均匀分布研究进展

高温超导体因其优越性能和广泛应用前景受到了研究人员和业界人士的高度重视。在实际应用领域中,交流损耗关系着超导材料和系统的安全性、稳定性和经济性,所以准确计算并寻找降低交流损耗的方法对其产品商业化有着举足轻重的作用。近年来,众多研究人员基于不同的技术和方法对临界电流密度非均匀分布形式和对交流损耗的影响进行了研究。本文综述了高温超导体临界电流密度非均匀分布的理论模型和交流损耗数值计算方法,讨论了不同分布形式对交流损耗的影响。同时,本文还提供了利用磁场、交流损耗等宏观实验数据反演临界电流密度非均匀分布形式的方法。这些方法能为实际工况应用中高温超导体的设计和生产提供理论支撑。

均匀流中深水系泊Truss Spar平台涡激运动试验研究

在工程中广泛应用的Truss Spar平台自诞生之初就为涡激运动问题所困扰,对其运动特性及抑制方法的机理性研究始终都在进行。采用截断系泊系统水池模型试验对设计中的Truss Spar平台在均匀流中的涡激运动响应进行了研究,分析了有无侧板平台的运动轨迹以及不同速度及流向角来流对平台运动的平衡位置的影响。在影响平台涡激运动特性的重要因素中,选取折合速度及流向角分别加以研究,分析了幅值在锁定区间中的变化规律,验证了减涡侧板对涡激运动良好的抑制作用,并对"热点"问题进行了探讨。为进一步研究Spar平台的涡激运动特性奠定了基础。

辅助阴极对电铸微模芯厚度均匀性的影响

用Ansys有限元软件对微透镜阵列模芯电铸过程中的电场线分布进行模拟分析,研究了辅助阴极的尺寸对电流密度分布的影响,预测了电铸模芯厚度均匀性的变化趋势。分析发现,辅助阴极能提高电铸模芯厚度的均匀性,当框形辅助阴极与母板阴极的边长之比为1.5时,模芯表面的电流密度相对偏差由无辅助阴极时的82.8%降低至10.1%。通过电铸实验对模拟结果进行验证。结果表明,所得铸层厚度偏差可降低到18.89%,与模拟分析结果较为一致。电铸成型所得1 mm厚的微透镜阵列模芯厚度均匀,微观形貌与母板一致,可应用于微注塑成型工艺。

非均匀海流、表面波与内孤立波共同作用下钻井隔水管准静态分析

针对我国南海内孤立波活动频繁的实际情况,建立了非均匀海流、表面波和内孤立波联合作用下钻井隔水管的准静态分析模型,并分别采用Airy线性波理论和两层流的Kd V理论计算表面波和下凹型内孤立波的速度和加速度,利用有限差分离散和LU分解法求解钻井隔水管的静态微分方程。方法验证结果表明,本文方法与其他文献结果吻合较好,具有较高的可靠性。实例分析结果表明,表面波和内孤立波分别在相位角为12°和0°时对隔水管的准静态性能影响最大;内孤立波使上层流体中隔水管的横向偏移、弯矩、Von Mises应力大幅增加;在内孤立波波谷对应深度附近,隔水管弯矩呈"台阶状"突变,剪力呈"尖峰状"突变;内孤立波振幅越大、上下两层海水密度差越大,内孤立波对隔水管受力与变形的影响越剧烈。建议加强我国南海各油气区内海洋内孤立波的监测和预测,更好地指导海上钻井隔水管安全作业。

潜堤上波流传播的完全非线性数值模拟

利用时域高阶边界元方法建立模拟波流混合作用的完全非线性数值水槽模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用4阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势.为了减少计算域,提高计算速度,采用同时消除底面和侧面的镜像格林函数;在每一时间步内,对网格进行重新划分以避免由于网格运动变形而引起的数值不稳定问题.对水流中淹没潜堤上的波浪变形在水槽中开展了物理模型试验,并把试验结果和数值结果进行了对比,吻合得很好.进一步研究了水流及潜堤的存在对高阶谐波产生的影响.

非均匀水流水域波浪的传播变形

将两个不同的、考虑波流相互作用和能量耗散项的、依赖时间变化的双曲型缓坡方程分别化为一组等价的控制方程组,具体分析了底摩阻项对相对频率和波数矢的影响,从而选择了合适的数学模型．将所选择的缓坡方程化为依赖时间变化的抛物型方程,并用ADI法进行数值求解,建立了缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型．通过和波流共线的解析解的比较,说明数值解和解析解相一致．结合Arthur(1950)水流这一经典算例,定量地讨论了考虑联合折射-绕射作用后的波数和仅考虑折射作用的波数的差别及其对波高分布的影响．在基本同样的条件下,本文的数值解与他人的计算结果一致．

矩形截面半潜式平台浪流耦合作用涡激运动响应二维数值模拟

通过计算流体力学(CFD)数值模拟,针对一型采用矩形截面立柱设计的深吃水半潜式生产平台,研究其在波浪和流共同作用时的涡激运动响应.选取典型135°来流方向,以正弦振荡流模拟波浪,考虑不同KC数、不同相对流数下波浪与同向均匀流耦合作用.研究表明,较之于仅有均匀流作用,均匀流和正弦振荡流耦合作用时,矩形截面立柱的半潜式平台运动响应明显增大.振荡流耦合作用影响显著.