一种模拟月球着陆器低重力着陆试验方法

针对月球着陆器模拟着陆试验中低重力实现困难的问题,对国外已有低重力着陆试验方法进行了分析比较．在考虑试验成本和试验场地为主要因素时,得出了滑轮平衡法为经济实用方法的结论。在考虑滑轮转动惯量和转轴摩擦的基础上,应用拉格朗日方程推导了配重块质量及着陆器加速度相对误差计算公式,并对所得公式进行了实验验证．     

基于着陆器地基测量的火星定向参数确定

火星定向参数的精确测定对约束火星内部结构以及极区干冰变化的建模具有重要意义.基于未来的火星着陆任务,仿真分析了利用双程多普勒与距离测量方法直接跟踪着陆器,解算火星定向参数所能达到的精度.结果表明,通过双程多普勒和双程测距直接跟踪火星着陆器超过200个工作日,将显著提高火星岁差、章动以及日长变化参数的精度,约800个工作日后,岁差参数精度可较目前提高5–10倍,章动参数精度可达到10–30 mas,日长变化与钱德勒摆动参数精度可收敛至5–10 mas,这一精度水平可以满足研究火星内部结构与大气物质交换的需要.通过分析不同纬度着陆器的解算结果,发现高纬度的着陆器有必要进行距离测量,以保持岁差和章动参数的解算精度.此外,研究还发现,当火星星历误差小于75 m时,双程多普勒数据解算火星定向参数的精度不受影响,而对于双程测距数据来说,只有当火星历表精度优于0.15 m时,定向参数的解算结果才具有可信性.     

航天器低重力模拟试验平台三维随动系统

为验证航天器处于低重力环境条件下在目标天体表面着陆起飞的适应能力,三维随动系统采用大范围随动和快速精确跟踪两级联动驱动技术构建了低重力环境,在地面进行航天器的着陆起飞试验。该试验方法克服了试验空间要求大、控制精度要求高等技术指标难点,解决了三维随动系统多自由度联动,大惯量机电设备高速、高精度协同控制等多项关键技术难题。通过并联索系统驱动技术控制快速随动平台运动,完成对航天器试验过程中的大范围随动跟踪;通过快速随动平台装置对航天器施加高精度的吊绳拉力控制,并在水平方向上跟随航天器运动,同时保持吊绳绝对倾角要求;通过提高快速随动平台的水平刚度,从而克服两级联动设备耦合晃动对航天器试验的不利影响。系统成功应用于中国探月工程中嫦娥三号、嫦娥五号和火星探测任务中天问一号航天器在低重力条件下悬停、避障、缓速下降和着陆,以及起飞等一系列地面真实工况验证试验,为航天器的综合性能参数验证与优化提供了关键技术手段。     

黄土沟壑区流域重力侵蚀模拟

重力侵蚀是土壤侵蚀的主要形式之一．在黄土高原地区,重力侵蚀对土壤侵蚀总量、高含沙水流特性和水沙过程的尺度现象等都具有重要贡献但由于重力侵蚀机理复杂、发生随机性强以及缺乏直接观测资料,对重力侵蚀过程的模拟研究一直是土壤侵蚀领域的薄弱环节．笔者将一个基于土体失稳的沟坡重力侵蚀理论模型在数字流域模型框架下与坡面降雨径流和土壤侵蚀模型、沟道不平衡输沙模型耦合集成,并解决了重力侵蚀模型在流域中应用的一些具体问题,使重力侵蚀模型能够根据沟坡的几何形态、黄土的力学特性、降雨导致的土体含水量及力学性质变化、沟道水流对沟坡的淘刷等物理因素的影响,合理模拟流域中的重力侵蚀过程．将模型系统应用于岔巴沟流域和无定河流域,得到了重力侵蚀的分布及其占总侵蚀量的比例,模拟结果基本可信．     

面向天地一体化网络的计算卸载算法

由于天地一体化网络的计算资源受限、能力迥异等问题,会导致其处理复杂任务的能力减弱,使得重要的任务处理失败.因此,本文构建了一种将任务卸载到本地-骨干-边缘接入节点的三层计算卸载开销模型,并通过基于DQN的最优卸载算法进行最优卸载策略的制定.首先,依据网络中存在的天基骨干节点、边缘接入节点以及地基骨干节点三种类型计算节点(卸载站点)自身的特点,给出了不同卸载站点的时延、能耗的开销表达式以及对应的约束条件. 然后,提出了基于DQN算法来完成低时延、低能耗的卸载过程.仿真结果表明,DQN算法能够提高任务执行的速度,降低终端设备的能耗,有效改善网络中计算节点资源迥异的现状.     

水平裂缝—蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体，利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统，进行了超稠油油藏的水平裂缝—蒸汽辅助重力泄油(FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明，FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油(SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比，FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为3个阶段：预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油，应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氯气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明，生产井适当补孔和蒸汽附加氯气均有助于提高采油速度和累积油汽比，但不能提高原油最终采收率；5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大。     

大跨度钢管桁架结构卸载过程模拟分析与监测研究

以霍山县体育中心体育馆钢屋盖工程为实际背景,根据体育馆钢管桁架屋盖结构特点以及施工方案,运用有限元软件MIDAS Gen对大型钢管桁架卸载过程进行详细的模拟分析,并通过无线传感技术对卸载过程中钢管桁架关键杆件应力和关键位置位移进行了实时监测。实测变形及应力值与模拟理论值趋势吻合且比较接近,表明了施工方案的可行性和安全性,也为类似工程提供了重要的参考价值。     

水平裂缝-蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体 ,利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统 ,进行了超稠油油藏的水平裂缝蒸汽辅助重力泄油 (FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明 ,FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油 (SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比 ,FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为 3个阶段 :预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油 ,应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氮气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明 ,生产井适当补孔和蒸汽附加氮气均有助于提高采油速度和累积油汽比 ,但不能提高原油最终采收率 ;5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大     

对重力作用下Al-Si/SiC颗粒系统二维凝固过程的数值模拟

论文采用多相流模型对重力作用下Al Si 7% (质量分数 ) /SiC颗粒功能梯度材料二维凝固过程进行了数值模拟 .计算了在不含颗粒、含有小尺寸颗粒和含有大尺寸颗粒几种不同条件下颗粒和液相的运动 ,产生的宏观偏析 ,共晶合金在晶体中所占比例 ,以及最终的颗粒分布 .结果表明 ,颗粒和糊状区的存在会使液态金属的流动阻力增大 ,流速降低 ,产生的宏观偏析减弱 .在含有小尺寸颗粒的情况下 ,液相和颗粒运动速度很小 ,大部分区域保持初始颗粒体积分数不变 .在含有大尺寸颗粒的情况下 ,颗粒沉降速度很快 ,在底部形成颗粒堆积区 ,在上部形成颗粒体积分数为零区 .     

全球重力固体潮的可视化模拟

为了更直观地观察分析各种重力固体潮在全球范围的分布规律及随时间变化的规律,根据固体潮理论。采用刚体地球潮汐理论模型,根据特定的时间段和时间间隔(分别为1 min,30min,1h,6 h)计算全球1°×1°空间分辨率上的重力固体潮的理论值。实现了全球重力固体潮在二维和三维尺度上的可视化。     

重力有压流长距离输水可靠性模拟

以重力有压流长距离输水系统为研究对象,采用水厂需水量满足程度作为系统可靠性的量化指标,建立输水系统可靠性模型,模拟分析了连通管间距对输水系统可靠性的影响.算例结果表明,随着连通管数目的增加,系统可靠度趋于稳定;同一连通管间距下,输水距离越大,系统可靠度越低;随连通管间距的减小,输水距离导致的可靠度差距逐渐减小.在保证输水系统可靠度要求的前提下,定量测算了不同输水距离下连通管间距的参考值,为科学设计长距离重力有压流输水系统,提高系统可靠性提供依据和参考.     

多孔底面轴对称二相重力流的数值模拟

对于具有多孔介质底面的轴对称二相重力流,引进基于浅水近似的控制方程和相应的边界条件,采用贴体坐标变换使运动边界问题化为固定边界问题,提出了基于特征插值并结合使用梯形积分公式和Newton-Raphson迭代法在时间和空间都具有二阶精度的数值边界条件．为检验格式的性能和避免编写程序时可能出现的错误,对类似的方程构造了一类精确解．在空间上采用了二步Lax格式、二阶TVD格式、三阶ENO格式及五阶WENO格式,在时间上采用了二阶及三阶的TVD-Runge-Kutta方法对该问题进行数值模拟．数值结果表明,在解的光滑区域,这几种格式的精度都很高,但是在大梯度区,二步Lax格式将会产生强烈的数值振荡,且振荡不会随网格宽度的减小而减小,而其他3种格式将不会或仅会产生幅度要小得多的数值振荡,且振荡会随网格宽度的减小而趋向于零．对实际应用目的来说,结合使用二阶TVD-Runge-Kutta方法的二阶TVD格式是一个经济而又适当的选择．     

全火星模型中震波传播特征的数值模拟研究

采用基于交错网格的傅里叶伪谱与有限差分混合方法,求解弹性波动方程,根据地球化学分析得到的两个火星理论结构模型,模拟二维全火星模型中P-SV波和SH波的传播过程。根据理论地震图和波场快照,讨论全火星模型中震波的传播过程以及各种震相的产生和演变,分析模型内部火星壳厚度以及火星核幔边界深度对震波传播的影响。结果表明,在低速火星壳内部多重反射波及转换波的相干叠加会形成很强的波列,其特征受火星壳厚度的影响较大,在切向分量上可以更清晰地观测到核幔边界的反射震相。     

广州国际体育演艺中心钢屋盖支撑卸载模拟分析及监控

大跨度钢屋盖施工过程中受力情况与成型后是不同的,须考虑施工过程中结构体系的变化;结合广州国际体育演艺中心钢屋盖支撑卸载工程的施工特点,给出其支撑卸载的总体方案,应用ANSYS有限元分析其卸栽过程。确定卸栽过程中应力和变形的变化范围,并与实测数据对比分析,积累的经验和数据可为类似结构的卸载提供借鉴．     

浅谈主井提升机卸载系统的改造

兖矿集团济二煤矿主井提升系统只有一部提升机,为单系统提升,由于设计等原因,卸载系统经常出现各类故障,严重影响原煤生产,本文从减少系统环节,增加系统可靠性入手,扼要介绍电气部分改造。     

烟气-蒸汽辅助重力泄油模拟技术

采用加拿大CMG软件公司的CMG-STARS模拟器,对烟气-蒸汽辅助重力泄油技术中烟气在蒸汽腔中的运移规律进行数值模拟。研究烟气注入后蒸汽腔的扩展速度及形态变化规律,分析含油饱和度、黏度、压力、温度的变化规律。在优化的注入参数下,对烟气-蒸汽辅助重力泄油和常规蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术的开发效果进行对比。研究结果表明:优化的蒸汽注入温度为280℃、注入速度为150 m3/d、烟气与蒸汽比为1.0。在优化的注入参数下,烟气-蒸汽辅助重力泄油比SAGD的累积采油量提高2.0 kt,采收率提高7%,油气比增加0.7%。烟气-蒸汽辅助重力泄油技术的开发效果更好。     

粘质粉土的加卸载试验研究

土是一种散粒体材料，其性质受多种因素影响，不同场地、不同环境下的土性质相差悬殊。针对工程中比较棘手的软弱土——粘质粉土性质的模糊性，专门进行各项室内试验，获得大量数据，在此基础上对数据进行归纳分析，总结出该类土在压缩过程中表现出的特殊性质，并加以详细的解释说明。     

面向无线传感器网络多连接的数据卸载策略

定义了局部规划卸载模式和全局规划卸载模式,分别针对两种卸载模式提出两种卸载策略:局部关联卸载策略和全局关联卸载策略.局部关联卸载策略改进了已有的独立卸载策略,按照某个顺序进行关系上的卸载计算,考虑了关系之间的卸载影响,因而可以比独立卸载策略保留更多的结果.全局关联卸载策略将所有参与连接的关系元组进行全局考虑,从中选择被卸载的数据元组.针对局部关联卸载策略提出两种改进算法:大损失优先关联卸载和多轮关联卸载算法.实验说明提出的数据卸载方法比已有的方法产生更大的卸载后连接结果集.     

重力式油气分离器内聚结元件分离流场的数值模拟

应用标准к-ε模型和多相混合模型,对重力式油气分离器内聚结元件分离流场进行了数值模拟,通过比较含有竖向平行板、蛇形相向、相背平行板和田字板4种不同聚结元件的分离器内部流场中速度矢量和各相体积分数分布,得到了不同构件的聚结特性.结果表明,聚结元件具有稳定流场,抑制涡流,对液滴进行有效聚结的优点,其中田字型板聚结元件效果最优,蛇形相向平行聚结板次之,而竖向平行板聚结元件的聚结效果最差.为分离器的设计提供了参考依据.