法向声场中粘弹性平面液膜的线性不稳定性研究

针对液体火箭发动机中可能出现的声学振荡工况,对法向声场中平面液膜的线性不稳定性进行了理论分析。采用粘势流理论,描述了液膜的动量方程和边界条件。基于Floquet理论,获得了正弦、曲张双模态耦合的色散方程。结果表明,气液剪切引起的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定和声振引起的参数不稳定之间存在竞争关系。奥内佐格数的增大、弹性数的减小和时间常数比的增大会抑制液膜的失稳。韦伯数的增大对K-H不稳定有促进作用,但是对参数不稳定具有双重作用,一方面韦伯数的增大减弱了表面张力,促进液膜失稳,另一方面韦伯数的增大使得参数不稳定区域的波数增大,增强粘性对不稳定的抑制作用,抑制液膜失稳。邦德数的增大促进了参数不稳定,抑制了K-H不稳定。声振频率的增大使得K-H不稳定增强,参数不稳定减弱。

电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究

针对目前电动汽车动力电池组的散热问题,研究了不同布置方式下动力电池组的散热特性。基于雷诺平均的方法,应用k-ε湍流模型,建立了电动汽车动力电池组散热的仿真模型。基于这一经散热效果试验验证的模型的仿真结果,给出了不同布置方式下动力电池组的流场分布和温度云图;通过分析它们的温度均匀性,得到了不同布置方式下电池组的散热特性。

声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜的线性不稳定性

在超声电喷推力器中,声振与电场力共同作用使得液膜界面失稳破裂,进而发射液滴并产生推力.为了揭示超声电喷推力器中液膜初始失稳的物理机制,针对超声与电场力耦合作用下液膜的线性不稳定性进行了理论研究.基于Floquet理论,对声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜进行了线性不稳定性分析,求解了扰动增长率、频率与波数之间的色散关系,通过绘制色散曲线,获得电学、振荡及物性参数对线性失稳的影响规律.结果表明,根据极板间距与液膜厚度之比的不同,液体电导率和介电常数对不稳定性的影响规律会发生改变.当参数不稳定区域增长率较大时,电场力的增强会促进失稳,而当参数不稳定区域增长率较小时,电场力的增强会抑制失稳.

基于FPGA的高速图像跟踪系统设计

针对基于数字处理器的图像处理系统实时性较差和资源利用不充分等问题,设计了一种新的图像跟踪高速处理系统,以FPGA作为核心处理器,利用快速中值滤波实现图像预处理,将平均绝对差算法和FPGA高速并行处理相结合,对图像点目标进行实时跟踪.系统测试结果表明,该系统实时性和跟踪效果良好,资源利用充分,满足设计要求.

高可靠电磁继电器触点表面多要素腐蚀机理研究

本文探讨分析了电磁继电器在制造过程的大气环境下和密封后产品内部微环境下,触点表面腐蚀物产生的深层次机理和生长过程,首次在电磁继电器制造技术体中提出了产品密封空间"微(动态)环境"和"多要素腐蚀机理"的概念,提出了微环境中存在腐蚀要素的原生与次生状态,并分析了其形成危害的机理。本文重点提出了关注金属零件和电镀工艺所具有的深层次污染问题和由此引发的腐蚀危害,以及产品制造过程传统环境控制要求以外的大气污染气氛腐蚀的初期行为影响。

航天器机动时DGMSCMG磁悬浮转子干扰补偿控制

双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)具有寿命长、综合效益好等突出优势,但航天器机动时,航天器及DGMSCMG内、外框架系统的转动均导致磁悬浮高速转子产生一定的耦合运动,影响磁悬浮转子系统的稳定性,同时使输出力矩精度下降,从而严重影响航天器姿态控制的精度。本文建立了基于DGMSCMG的航天器动力学模型,分析航天器、外框架、内框架、磁悬浮转子四者之间的动力学耦合关系。针对磁悬浮转子的非线性耦合干扰,提出一种基于复合控制的补偿方法,通过磁轴承产生相应的电磁力,对陀螺耦合力矩和惯性耦合力矩进行补偿控制。仿真结果表明,干扰补偿控制能有效抑制航天器及框架对磁悬浮转子的耦合干扰,也有效提高了磁悬浮转子系统的稳定性。

制导炸弹滚转通道自抗扰控制设计方法研究

针对航空制导炸弹的滚转通道,提出了利用自抗扰控制进行滚动控制设计的新方法。通过降阶扩张观测器对系统的扰动实时估计并实时补偿,使被控制对象被"线性化"成"积分串联型"系统,针对该系统仅仅需要PD控制。仿真结果表明,该控制器比PID具有较强抗干扰能力及较高的控制品质。

框架式导引头自抗扰控制应用研究

对框架式导引头视线稳定回路控制问题,提出了自抗扰控制器设计方法。视线稳定回路双通道所受干扰具有不确定性,通过线性扩张状态观测器对系统的总和扰动实时估计并予以动态补偿,使被控对象化为"积分器串联型",再利用跟踪微分器和PD控制设计ADRC控制律。试验结果表明,在低成本约束条件下,ADRC能将隔离度从7.5%降低到3%,较PID控制有更好的控制品质。

高分辨率对地观测卫星光学遥感器标准研究

我国对地观测系统已逐步形成立体、多维、高中低分辨率相结合的全球综合观测能力,但尚未建立相关的完善和配套的标准体系,由于高分辨率卫星光学遥感器标准化在与新技术发展对接、系统性以及关键技术标准等方面存在着需求,需要借鉴国外光学遥感器相关标准,在标准体系构建原则与框架以及相关的急需标准制定等方面开展进一步的工作。文章从高分系统卫星光学遥感器标准化需求、标准体系构建、国内外相关标准现状等展开分析与研究,提出急需制定标准的建议。

军贸产品鉴定方法研究与实践

军贸产品在作战模式、使用环境等方面与军品型号有较大不同,针对军贸产品在鉴定管理工作中面临的新形势,从鉴定类别、鉴定原则、设计鉴定和工艺鉴定实施过程角度出发,分析了军贸产品鉴定工作程序,并将该鉴定方法应用到定型产品的批产与交付中,达到了产品质量保证和成本控制的目的。

碰撞自规避多弹分布式协同制导与控制

针对多枚导弹三维空间协同攻击机动目标情形,提出一种碰撞自规避多弹分布式协同制导律及其实现方案.基于可以测得的目标信息,将目标视作领弹,与参与协同攻击的多枚导弹形成"领弹–从弹"拓扑结构,基于网络同步算法实现导弹对目标的协同攻击.为了实现碰撞自规避,当导弹与目标相距较远时,采用带安全距离的同步算法.当导弹与目标接近时,取消该安全距离.基于运动学关系,将协同制导指令转化为速度、弹道倾角和弹道偏角指令.针对指令的跟踪控制问题,提出了一种基于改进微分器的抗干扰动态面控制方案.将参数不确定和外部扰动均视为系统干扰,采用改进微分器实现对该干扰的精确估计,从而保证了闭环系统的跟踪性能.仿真结果表明本文提出的控制器实现了对协同制导指令的精确跟踪,整个方案实现了碰撞自规避协同攻击.

低雷诺数下翼型分离流动抽吸控制优化

为了获得不同目标下最优抽吸控制参数,开展了分离流动抽吸控制优化研究,基于RBF神经网络与遗传算法,发展了求解单目标和Pareto多目标问题的优化平台。针对NACA0012翼型表面分离流动,在其上表面设计了局部多孔分布式抽吸结构,将径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络作为CFD计算的代理模型,以减小计算量;采用遗传算法开展了单目标和Pareto多目标优化。优化结果表明:该优化设计平台具有良好的收敛性和准确度;以升阻比为单目标的优化使升阻比最大增加了2.4倍;Pareto多目标优化设计获得了分布均匀的、令人满意的Pareto解集,为设计者提供了一个可选的有效解数据库。在合理选择抽吸角度、抽吸孔径和孔间距的前提下,只需较小的抽吸系数,就可使升阻比获得明显增加,同时,还能保持较高的FOM值,使整个控制系统的能效比维持较高水平。

一种图像局部特征快速匹配算法

在图像处理和机器视觉领域,SIFT是目前被广泛应用的一种基于局部特征的图像匹配算法。针对SIFT算法匹配速度较慢和常常存在错误匹配对的问题,本文提出在匹配过程中采用角度相似性分析替代传统的欧式距离分析法,由此提高匹配速度,然后通过RANSAC一致性筛选删除错误匹配对,最后通过实验验证了新算法的有效性。新算法结构清晰,计算简便,易于硬件实现。

基于欠采样的单频率估计的设计与实现

针对当前高采样率ADC成本高昂、采样精度较低的问题,提出了基于欠采样的信号频率估计方法,通过组合使用低速ADC,可以达到高速ADC的采样效果。通过建立仿真对所提出的方法进行验证,结果显示利用20 kHz、30 kHz配合50 kHz的ADC对31351 Hz的信号采样并进行频率估计,其结果偏差仅为0.01 Hz,证明了方法的正确性。最后使用Zynq对算法进行了实现及测试,测试结果表明该方法可以获得极为准确的频率估计,能够满足设计需求。

基于头罩结构改进的航空炸弹毁伤威力提升技术

在不改变原型航空炸弹的质量特性和其他舱段功能特性的前提下,为有效利用航空炸弹的辅助舱段头罩,改进设计头罩成为内部装配破片的新结构,通过隔舱战斗部实现头罩破片的有效加载,毁伤面积提高 20%以上,加强了航空炸弹对于理论落点和炸点投影点周围地面目标的有效打击。

浅谈工程用电子元件产品的制造可靠性问题

本文重点研究了我国高可靠军用电子元器(组)件产品制造技术如何突破传统制造工艺理念和工艺认知框架,充分消化吸收现有的科学技术研究成果,尽快解决产品制造合格率、稳定性和工程用产品可靠性问题。本研究首次在产品制造技术体系中从理论上提出了"制造工艺的固有特征(缺陷)性"概念,当研究提高产品制造品质的解决方案时,应注意到这一概念对产品的"固有的遗传性"的持久性影响作用。并对影响产品品质的制造技术特征全过程因素、工艺关键环节和长期忽略的微观、隐性制造特征因素进行了初步分析、识别与评估,提出了军用产品制造应采用一种自下而上的"工艺可靠性设计"思想,以减小或消除这些制造技术固有特征(缺陷)因素对产品性能的影响程度。

大型飞机激光惯导信号发生器设计与实现

以C919大型飞机的惯性参考单元——霍尼韦尔IR-600 LaserefⅥ型激光惯性导航系统为参考依据,设计了激光惯性导航信号发生器。该信号发生器为包括软件部分和硬件部分。软件部分主要包括三个模块——轨迹发生器、陀螺信号仿真器以及加速度计信号仿真器,生成每个采样时刻陀螺和加速度计数据。硬件部分采用PS PXI-9106便携式PXI机箱和NI PXI-7852R多功能RIO,输出3路差分脉冲信号和3路模拟电流信号分别模拟3个激光陀螺输出和3个石英加速度计输出。该信号发生器可应用于惯性导航系统故障诊断、性能评价中,从而为我国大型民用飞机惯性导航系统的研制和应用提供支持。

斜侵彻混凝土靶的刻槽弹体的结构响应

基于刚塑性理论和侵彻载荷理论分析,将刻槽弹体简化为空间自由变截面梁,给出了弹体在侵彻混凝土早期的刚体响应行为,得到了弹体任一截面弯矩、剪力以及屈服函数的分布规律。基于此理论分析,得到了刻槽弹体壁厚、材料屈服强度、初速及倾角对弹体弯曲的影响规律。

含界面裂纹Reissner板弯曲问题分析的奇异单元

首先,采用特征函数渐近展开法,推导了Reissner板弯曲界面裂纹尖端附近位移场渐近展开的前两阶显式表达式,并利用所获得的位移场渐近表达式构造了一种可用于Reissner板弯曲界面裂纹分析的奇异单元。然后,将该奇异单元与外部的常规有限单元相结合,开展了含界面裂纹Reissner板弯曲断裂问题的数值分析。奇异单元可以较好地描述裂纹尖端附近的内力场与位移场,其优势是它与常规单元进行连接时不需要使用过渡单元,并且可以直接给出应力强度因子等断裂参数的高精度数值结果。最后,通过两个数值算例验证了本文方法的有效性。

基于Kirchhoff板中裂纹尖端辛本征解的有限元应力恢复方法

对于含穿透裂纹的板结构,裂纹尖端应力场及应力强度因子的计算精度对评估板的安全性具有非常重要的影响。基于含裂纹Kirchhoff板弯曲问题中裂纹尖端场的辛本征解析解,该文提出了一个提高裂纹尖端应力场计算精度的有限元应力恢复方法。首先利用常规有限元程序对含裂纹板弯曲问题进行分析,得到裂纹尖端附近的单元节点位移;然后根据节点位移确定辛本征解中的待定系数,得到裂纹尖端附近应力场的显式表达式。数值结果表明,该方法给出的应力分析精度得到较大提高,并具有良好的数值稳定性。