柔性结构气弹效应在流动控制中的应用及进展

柔性结构与空气动力耦合形成的系统呈现出丰富的非定常、非线性流动和结构动力学行为,对其气动弹性效应合理地控制和利用,能够大幅度提高飞机机翼、风力机叶片等结构的气动性能,并使其具有气动自适应能力.本文总结了近年来与气弹效应应用相关的研究进展及存在的问题,具体介绍了薄膜翼型的流动控制特性、柔性壁面减阻技术以及Sinha扰流装置的发展过程、主要成果以及未来发展趋势,着重对相关试验、流固耦合数值分析、Lagrangian拟序结构动力学等理论分析方法进行总结,展示了气弹效应在流动控制方面的巨大潜力和深远的学术意义,以便更多的研究人员开展该领域的研究工作.      

铜纳米薄片双轴应变弹性响应的第一性原理研究

近年来,在纳米尺度的研究中应用到很多表面的技术和概念.然而,以往针对表面的研究中对象为单晶块体样品,这些研究结果将不再适用纳米材料.为了研究表面对纳米体系弹性响应的影响,选取较为简单的铜纳米薄片为研究对象,构建了铜(111)面和(001)面的薄片模型,使用第一性原理方法计算了铜纳米薄片的双轴泊松比,分析了纳米薄片与体材料的差异,研究不同厚度纳米薄片中表面对内层原子的影响.计算结果显示,表面原子层的双轴泊松比大于内部原子层,并且其收敛速度和数值大小均和薄片取向有关.根据双轴泊松比随厚度的变化特性,可以得到不同取向的纳米薄片中表面对弹性响应的临界厚度.     

基于半导体断路开关的8 MW,10 kHz脉冲发生器

 功率器件半导体断路开关具有高重复频率工作能力。采用高速绝缘栅双极晶体管组件作为初级充电回路的主开关，建立了一台工作频率为10 kHz的脉冲发生器。脉冲发生器采用磁饱和脉冲变压器、磁开关及高压脉冲电容器组等固态器件进行两级脉冲压缩，产生小于100 ns的电流脉冲,对半导体断路开关进行泵浦，半导体断路开关反向截断泵浦电流在负载上产生高压脉冲输出。实验装置在电阻负载上得到了脉冲输出功率约为8.6 MW，脉冲宽度约10 ns，重复频率10 kHz的高压脉冲输出。     

气体开关前沿陡化的实验研究

气体开关是脉冲功率技术中广泛应用的关键部件之一,高功率、高性能气体开关的技术研究及设计具有重要意义,陡化前沿是开关技术研究的重要内容。分析了气体开关的击穿机理和击穿通道的分布规律。对气体开关充分"老练",开关击穿点和击穿通道将相对稳定,实验研究了开关间距和电场对脉冲前沿的影响。击穿电场较低时,减小开关间距有利于陡化脉冲前沿;击穿电场较大时(大于180kV/cm),开关间隙(电感)对输出脉冲前沿的影响减弱,气体开关的击穿电场成为影响输出脉冲前沿的关键因素。研究结果表明,增大开关的击穿场强,是陡化开关脉冲前沿的有效途径。     

宽带非均匀半径渐变TE0n-TE0(n+1)模式转换器的设计研究

基于耦合波理论，对两类半径渐变圆波导TE_0n-TE_0(n+1)模式转换器进行理论分析、数值计算和仿真模拟.均匀半径渐变波导高功率模式转换器，采用中心频率为17.14GHz、六周期TE₀₂-TE₀₃模式和中心频率为34.30GHz、六周期TE₀₁-TE₀₂模式两种设计参数.非均匀半径渐变波导高功率模式转换器，采用中心频率为34.30GHz、六周期TE 关键词： 模式转换器 耦合波理论 非均匀半径渐变 转换带宽     

基于无限脉冲响应滤波器的自适应滤波E型有源噪声控制算法

相对于有限脉冲响应(FIR)滤波器,无限脉冲响应(ⅡR)滤波器由于其本身自有的零-极点结构,能以较低的阶数即可与系统模型匹配。因此在有源噪声控制(ANC)中,使用ⅡR滤波器可以大大节省计算量并能提高系统效率。自适应滤波U型最小均方差(FULMS)算法是目前常用的基于ⅡR滤波器的有源噪声控制算法,但该算法却不能保证全局收敛,这大大限制了该算法在有源噪声控制中的应用。本文提出一种新的基于ⅡR滤波器的自适应有源噪声控制算法——滤波E型最小均方差算法,该算法计算量相对于FULMS算法仅略有增加,但具有良好的全局收敛性,仿真结果表明该算法具有良好的降噪效果。     

气体火花开关电阻特性

利用二极管输出电压约1 MV、脉宽约40 ns的重复频率Tesla型脉冲功率驱动源,对大间隙、高气压的重复频率氮气火花开关进行了实验研究。通过将开关等效为RLC电路,利用测量得到的形成线电压与锥形段电压来计算氮气火花开关电阻。电阻的变化情况是放电开始时刻比较大,随着放电通道的形成,电阻迅速变小,最终达到级的阻值。通过计算值与理论公式推算值比较,检验Barannik,Rompe-Weizel,Demenik,Toeple,Vlastos公式适用性,并尝试对Rompe-Weizel公式常数项进行了修正。     

A density functional theory study on parameters fitting of ultra long armchair （n, n） single walled boron nitride nanotubes

Armchair(n,n) single walled boron nitride nanotubes with n = 2-17 are studied by the density functional theory at the B3LYP/3-21G(d) level combined with the periodic boundary conditions for simulating the ultra long model.The results show that the structure parameters and the formation energies bear a strong relationship to n.The fitted analytical equations are developed with correlation coefficients larger than 0.999.The energy gaps of(2,2) and(3,3) tubes are indirect gaps,and the larger tubes(n = 4-17) have direct energy gaps.Results show that the armchair boron nitride nanotubes(n = 2-17) are insulators with wide energy gaps of between 5.93 eV and 6.23 eV.     

100kV重复频率快前沿触发器

研制了一台输出电压100kV的重复频率快前沿触发器,该触发器基于内嵌Tesla变压器的单筒脉冲形成线和气体开关技术,具有抖动低、结构紧凑、运行可靠等特点。理论分析了影响Tesla型触发器输出脉冲时间抖动的因素,提出了降低抖动的措施,进行了Tesla变压器的理论设计和数值模拟,并开展了实验研究。获得的触发器输出参数为:输出电压100kV(40Ω匹配阻抗),半高宽4ns,前沿0.5ns,重复频率50Hz,抖动小于10ns。     

乙炔黑涂层对锂硫电池性能的影响

锂硫电池的循环放电稳定性较低,因此我们采用一种低成本的方法改善锂硫电池的性能,即在硫电极表面制备乙炔黑涂层并测试了材料的形貌结构及电化学性能。结果表明,在硫含量（质量分数）70%的硫-乙炔黑复合材料中,硫附着在乙炔黑颗粒表面。接着在硫电极表面制备了厚度15 μm左右的乙炔黑涂层,乙炔黑涂层-硫电极的氧化反应电位低于硫电极,说明乙炔黑涂层有助于硫电极氧化反应的进行。与硫电极相比,乙炔黑涂层-硫电极活性物质的聚集程度低于硫电极,乙炔黑涂层-硫电极具有更高的放电比容量和循环放电稳定性。在150次循环充放电后,乙炔黑涂层-硫电极的放电比容量为894 mAh·g^-1。