变速转子准稳态主动平衡系统的增益调度控制

在现代高速旋转机械中,不平衡引起的振动是机器性能降低甚至损坏的重要原因。对变速转子准稳态主动平衡系统,可按一定时间步长把变转速离散成有限个转动角速度。针对每个离散角速度,依据影响系数法,采用包含残余振动值和校正不平衡的广义线性二次型目标性能函数推导出控制律。通过每个离散转速下影响系数的估计和增益矩阵的计算,形成对应于各离散转速的增益表,从而实现变速转子准稳态主动平衡系统的增益调度控制。数值模拟验证了增益调度控制能很好地抑制不平衡振动。与传统的加权二乘法(WLS)相比,数值模拟显示,该法对校正不平衡的惩罚可提高系统的稳定性,也可增强控制的鲁棒性。     

碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型

基于``准稳态'方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK. 并以3种典型的碳氢燃料------甲烷、乙烯和庚烷为研究对象，从甲烷点火燃烧的GRI2.11详 细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形式的简化化学反应动 力学模型，从乙烯燃烧的51组分365详细基元反应模型出发简化得出了包含20个组分16 步总包反应形式的简化化学反应动力学模型，从庚烷点火燃烧的160组分1540详细基元反 应模型出发简化得出了包含26个组分22步总包反应形式的简化化学反应动力学模型. 通过 对典型激波管试验的结果对比可以看出：得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现 详细基元反应模型的反应机理，具有较高的计算精度. 在工程计算中有较好的应用前景.     

系统电磁脉冲边界层准稳态特性研究

 对黑体谱脉冲X射线入射到系统材料上发射的光电子的行为及其准稳态成立的条件进行讨论,研究了系统电磁脉冲(SGEMP)边界层中光电子参数和电场的准稳态特性,给出的公式,可以方便地获得SGEMP边界层的主要参数,如电子密度、电子分布、表面电场及其分布等。最后给出了一个计算实例。     

"神舟"号飞船的微重力测量

航天器在太空自由漂移时出现失重状态．当存在各种干扰力时，呈现微重力状态．失重状态使得物体各部分之间不产生压力作用或者形变作用，对此开展的研究称之为微重力科学．微重力用微重力加速度的值度量．准稳态加速度来自大气阻力、潮汐力、太阳辐射压等，分析得到“神舟”号飞船的准稳态加速度在10^-7g0以下．瞬变加速度和振动加速度可用石英挠性加速度计检测．“神舟”号飞船的微重力测量仪器具有三轴检测、守时、统计分析、依照预先注入的指令准实时传送微重力统计数据或原始数据的能力．该仪器带宽为(0．06—100)Hz，分辨率5μg0，量程(-10— 10)mg0，沿飞行轴线还有一个放大为(-150— 150)mg0的量程．该仪器对“神舟一号”到“神舟五号”各艘飞船轨道运行段实施全过程连续监测，准实时提供了飞船各种动作发生的时刻及引起的加速度量值，为飞船飞行控制、有效载荷动作监测和空间微重力科学实验分析提供了有效服务。     

CSP分析方法在简化燃烧化学反应系统中的应用

基于计算奇异摄动(CSP)思想, 对甲烷/空气预混燃烧系统进行分析. CSP将反应空间分裂, 消除刚性; 将单点分析和全局分析相结合, 合理选择主要组分和稳态物质, 使用CSP的特征指数简化方程. 构建了针对甲烷/空气预混燃烧系统的总包15步反应机理, 并利用Sandia实验室的PREMIX软件包对该系统进行分析, 验证了简化机理的准确性, 证实了CSP分析方法在燃烧系统中应用的可靠性和优越性, 并为研究简化燃烧系统的分析提供了一种新的思路.     

不同启动加速度下离心泵瞬态水力性能的试验研究

为了研究离心泵在不同加速度下的启动特性,对一台小型离心泵进行启动试验研究.介绍了试验装置、数据测试方法以及不同加速度的调节方法.在测试模型泵的稳态性能和基本瞬态性能基础上,测试和分析了不同启动加速度对瞬态性能的影响.结果显示,启动过程中,在转速到达最大值附近,瞬态扬程明显小于准稳态预测值,且不同加速度下两者的偏离明显不同;并且在各加速度条件下,瞬态工况到达泵的最佳效率工况点后瞬态性能得到提高.     

离心泵启动过程内部瞬态流动的二维数值模拟

为分析离心泵启动过程外部瞬态特性的内流机理,建立求解叶轮启动和加速过程泵内部非定常流动的数值模拟方法,以二维离心泵为模型进行启动过程内部流动的数值模拟研究.以绝对坐标系描述伞场流动,采用动网格方法实现离心泵启动过程中叶轮加速旋转引起的流场变形,选用人涡模拟(LES)描述湍流.分析了叶轮启动过程巾内部非定常流动结构和演化过程及其与外部瞬态特性的关系,并与准稳态假设下的流动模拟结果进行了对比分析,定性地分析了离心泵在启动过程中的瞬态效应,验证了采用动网格方法求解启动过程瞬态流动的可行性.     

庚酸甲酯高温燃烧化学动力学机理的系统简化和分析

采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法, 对庚酸甲酯高温燃烧化学动力学机理进行了系统简化. 首先采用两步直接关系图法(Directed relation graph method, DRG)和主成分分析(Principle component analysis, PCA)方法对由1087个物种、4592步可逆反应组成的庚酸甲酯燃烧的详细机理进行框架简化, 得到了包含108个物种, 547步基元反应的框架机理. 在此框架机理基础上, 进一步采用计算奇异值摄动法(Computational singular perturbation, CSP)对框架机理进行时间尺度分析, 再选取30个准稳态物种, 采用准稳态近似(Quasi steady state approximation, QSSA)方法构建了包含78个物种、74步总包反应的全局简化机理. 模拟结果表明, 在较宽的参数范围内, 框架机理和全局简化机理均能重现庚酸甲酯高温燃烧时的点火延迟、物种浓度分布和熄火等燃烧特性. 此外, 基于框架机理阐明了庚酸甲酯高温燃烧的反应路径和对点火有重要影响的基元反应. 与详细机理相比, 框架机理保留了良好的精确性和全局性, 可以很好地反映庚酸甲酯的燃烧特性, 有助于对生物柴油的燃烧过程的理解.     

超微盘、微半球电极上准稳态电流公式及其实验验证

经过严格的数学推导及合理的数学近似, 提出了超微盘及微半球电极上准稳态可逆波、准可逆波及不可逆波电流方程式。根据导出的准稳态电流方程, 提出了一个测定动力学参数的新方法。对理论公式也进行了实验验证。     

原子层沉积AlO_x薄膜对单晶硅太阳能电池钝化机制的影响

采用原子层沉积设备在p型单晶制绒硅上制备了不同厚度的AlO_x薄膜。通过研究AlO_x薄膜厚度对样品的反射率、少数载流子寿命以及电容-电压特性的影响,发现沉积32 nm的AlO_x薄膜样品具有最好的钝化效果。另外,通过计算Si/AlO_x界面处的固定电荷密度和缺陷态密度,发现32 nm厚的AlO_x薄膜样品具有最低的缺陷态密度。系统研究了单晶硅材料的表面钝化机制,给出了影响样品载流子寿命的根本来源。