混合驱动水下滑翔机水动力参数辨识

与传统水下滑翔机相比,混合驱动水下滑翔机可以分别利用头部的浮力驱动单元和机身尾部的螺旋桨推进单元进行驱动从而实现不同形式的运动,具备低功耗、长航程、良好机动性等特点,具有广泛的应用前景.准确的动力学模型以及精确的水动力参数是实现混合驱动水下滑翔机控制系统设计以及精确导航的基础.在混合驱动水下滑翔机动力学模型已知的前提下获得准确的水动力参数是本文主要研究的问题.本文以天津大学研制的混合驱动水下滑翔机"海燕"作为研究对象,提出一种在有限航行参数条件下,基于大数据统计分析的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和参数辨识相结合来获取混合驱动水下滑翔机的水动力参数的方法.即首先建立滑翔机的动力学模型,推导出稳态数据与所求水动力参数的关系;然后采用CFD的方法得到其升力系数,根据大量稳态纯滑翔实验数据,结合大数据统计分析,辨识出其剩余水动力参数;最后,根据混合驱动模式下的实验数据辨识出与螺旋桨相关的参数,从而得到其整套的水动力参数.该方法不仅结合了CFD方法具有获取复杂外形结构航行水动力的特点,而且可以有效利用大量现场实验数据,因而能够更加准确地辨识其实际运动.通过运动仿真与试验对比,验证了该辨识方法的正确性和有效性,对滑翔机的研究具有指导意义.     

铜-石墨材料摩擦学行为的研究

采用粉末冶金技术制备了铜-石墨烧结材料,通过定速摩擦试验机,研究了石墨含量与第三体形态的关系及对材料摩擦性能的影响.结果表明:石墨含量小于15%时,石墨对材料的孔隙度及摩擦温度影响明显,表现出材料的摩擦磨损性能与石墨含量密切相关,这归因于干摩擦条件下摩擦表面形成的含有石墨粒子的第三体对摩擦性能作用明显.石墨含量低,形成的第三体金属成分高,硬质金属的犁沟作用导致摩擦系数和磨损率较高.随石墨含量增加,第三体中的石墨含量增加,这导致第三体致密程度和黏着程度降低,松散易流动的第三体有利于降低犁沟程度,从而起到降低和稳定摩擦系数、减少磨损率的作用.     

分布式反馈激光抽运铯磁力仪灵敏度相关参数研究

本文报道了分布式反馈(简称DFB)激光抽运铯磁力仪实验系统,研究并优化了激光光强、激光频率、射频强度、铯吸收泡温度、吸收泡缓冲气体压强等5类参数,测算得到不同情况下铯原子塞曼跃迁谱谱线宽度△f与信噪比S/N的比值,并利用公式δB=1γ/Cs△f/S/N(γCs为铯原子旋磁比)将其转化为磁力仪灵敏度,得到最优灵敏度为2.5 pT/Hz1/2.实验表明,本文所研究的5类参数都会不同程度提高磁力仪灵敏度,其中,激光频率、射频强度、铯吸收泡温度更是将灵敏度提高了10倍以上,这为更高性能、实用化半导体激光抽运铯磁力仪的研制提供了重要参考.     

利用锁相环和TV-Rb钟控制飞秒激光脉冲的载波包络相移

为了实现对锁模飞秒钛宝石激光器的相位控制，采用改进的相移测量装置，使载波包络频移信号的信噪比提高到了40 dB以上.在此优化测量结果的基础上，利用电子锁相环技术，通过PZT改变激光器腔内端镜的倾斜将飞秒激光脉冲的载波包络相位锁定到了微波参考源TV-Rb钟10 MHz标准信号上，同时激光脉冲重复频率也采用另一个PZT控制激光腔长锁定到了同一个TV-Rb钟10 MHz信号上.锁定后的结果显示重复频率的锁定达到了TV-Rb钟本身的稳定度，而载波包络相位锁定后比锁定前稳定度提高了三个数量级.     

液晶光阀实时图像变换实验

利用“液晶光阀变换系统”,开发和设计了“液晶光阀实时图像变换实验”。该实验内容包括：测试液晶光阀的工作曲线,确定液晶光阀的对比度,测试液晶光阀的响应时间,观察单缝的频谱,图像实时反转和微分,图像实时相减。     

Design and test of the microwave cavity in an optically-pumped Rubidium beam frequency standard

We are developing a compact rubidium atomic beam frequency standard with optical pumping and detection.The cavity for microwave interrogation is an important part of the clock.The cavity in our design is a Ramsey-type,E-bend one,which is the same as the conventional method in most cesium beam clocks.Requirements for the design are proposed based on the frequency shift associated with the cavity.The basic structure of the cavity is given by theoretical analysis and detailed dimensions are determined by means of electromagnetic field simulation with the help of commercial software.The cavity is manufactured and fabricated successfully.The preliminary test result of the cavity is given,which is in good agreement with the simulation.The resonant frequency is 6.835 GHz,equal to the clock transition frequency of87Rb,and the loaded quality factor is 500.These values are adjustable with posts outside the cavity.Estimations on the Ramsey line width and several frequency shifts are made.     

Analysis of influence of RF power and buffer gas pressure on sensitivity of optically pumped cesium magnetometer

A further study is conducted on two factors which respectively influence the sensitivity of optically pumped cesium magnetometer （CsOPM）. The influence of radio frequency （RF） power and the buffer gas pressure on the sensitivity is theoretically analyzed, and some properties are predicted. Based on the established measurement system and the visible Zeeman spectrum, not only is the real influence of these factors studied, but also, under our experimental condition, optimum parameters based on the measured curves are ascertained. The properties of these measured curves match the theoretical result very well. Our research attempts to provide theory reference to help magnetometer designers determine optimum parameters under certain conditions.     

免疫亲和固相萃取-超高效合相色谱-串联质谱法同时测定牛奶中6种玉米赤霉醇类化合物残留

建立了免疫亲和固相萃取(IAC-SPE)-超高效合相色谱-串联质谱(UPC2-MS/MS)同时测定牛奶中α-玉米赤霉醇、β-玉米赤霉醇、α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、玉米赤霉烯酮和玉米赤霉酮残留的分析方法。样品用去离子水稀释,经IAC-SPE富集净化后,采用Waters ACQUITY UPC2 Torus 2-PIC色谱柱(50 mm×3.0 mm,1.7μm)分离,以超临界CO_2和0.1%(v/v)甲酸甲醇溶液为流动相,经梯度洗脱后在ESI-模式下检测。经过稀释离心的牛奶样品采用免疫亲和柱净化后没有明显的基质效应,6种目标化合物在1～200 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数(r~2)≥0.995 7;6种目标化合物在3个加标水平下的平均回收率为75.9%～106.5%,日内和日间精密度均≤11.4%。该法专属性好,操作简便,有机溶剂使用量小,与已有的样品测定方法比较更绿色环保,可用于牛奶中α-玉米赤霉醇、β-玉米赤霉醇、α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、玉米赤霉酮和玉米赤霉烯酮的残留检测。