球形和方形湿颗粒团的碰撞模拟研究

本研究利用颗粒离散元方法,并结合接触力学理论,对微米级颗粒组成的湿颗粒聚合体碰撞破损的细观力学机理进行了模拟研究。模拟的颗粒聚合体分成球形和方形。将两种形状的颗粒聚合体碰撞结果做比较,颗粒之间的接触采用干、湿接触两种模型并存的方式来模拟湿颗粒团碰撞中的不可恢复变形过程。在碰撞速度保持不变的情况,考察了不同液体黏度对颗粒聚合体碰撞的影响;在液体黏度保持不变的情况,考察了不同碰撞速度对碰撞结果的影响。研究结果表明,湿颗粒团表现出了与干颗粒团完全不同的损伤模式,没有产生类似于弹性颗粒团的裂解损伤。湿颗粒团在碰撞中,它的内部液桥数量会在与平板碰撞接触的初期快速减少,然后慢慢累计,或会超过湿颗粒团在碰撞前的液桥数量。这一现象在此仿真研究中首次被发现。比如,液体黏度为50mPa·s的方形湿颗粒团以2.0m/s撞击平板时,其内部液桥数可由约9400降低至约8700后,逐渐增加至11300左右;由低黏度液体组成的湿颗粒团在碰撞后会发生反弹现象。而随着液体黏度的增加,恢复系数会趋近于0。     

线性时滞系统的离散最优控制

介绍了对线性时滞系统进行最优控制的设计,将具有时滞控制的线性系统离散后引入增广状态向量。获得不显含时滞的差分方程,根据时滞量的两种分类情况采用连续和离散形式的性能指标函数导出了最优控制律。控制律包含当前状态和此前若干步状态向量的叠加,最优控制律直接从时滞方程中得到,可保证系统的稳定性,此方法亦适用于大时滞的情况。数值算例验证了控制策略的有效性。     

结构主动控制的LQG/LTR改进方法

提出一种改进的LQG／LTR(Linear Quadratic Gaussian synthesis with a Loop Transfer Recovery)结构主动控制方法,一种新的补偿器结构被用于回路传输恢复(LTR)。这个补偿器有以下优点：(1)它是开环稳定的;(2)它能保证整个闭环系统的稳定性;(3)更重要的是．对于相同的回路传输恢复度,它所需要的增益要小于传统LQG／LTR方法的基于观测器的控制器增益。还有,就是这个新的补偿器比传统的基于观测器要有较好的恢复性能。最后,数值算例验证了本文方法的有效性。     

锚固洞室中不同方向爆炸应力波传播规律及裂纹形成机理研究

基于抗爆模型试验结果,利用数值分析软件研究锚固洞室中不同方向爆炸应力波传播规律及裂纹形成机理。通过分析锚固洞室爆炸压应力时程曲线规律,发现压应力时程曲线特征符合应力波的一般传播作用规律,这说明数值分析的结果比较合理。集中装药爆炸后,应力波以球面向四周扩散传播,随着时间推移,快速衰减。当应力波向上传播到地表时,会在地表附近发生多次“层裂”形成大面积裂纹,爆源从拱顶至侧墙,地表面附近受拉破坏越来越轻,其中直墙侧爆不发生受拉破坏;当应力波向下传播至地下洞室时,由于反射拉伸,会在锚固区及其末端发生“层裂”。随着应力波继续传播,经由上地表反射的拉伸波会与由洞室表面反射的拉伸波发生相遇,形成加载波,一旦加载波的强度大于围岩的动态抗拉强度,会在相应的位置形成裂纹。     

液滴在激波冲击下的破裂过程

对液滴在入射激波作用下的变形破碎过程进行了实验研究和数值模拟,得知数值模拟结果与实验结果基本吻合,以及在什么情况下两者出现分歧。结果显示,液滴在激波的作用下要经历从压缩变形、RM不稳定性变形、细小液雾剥离到全部雾化破碎等过程。结果还表明,不同液滴直径、入射激波马赫数和液滴介质等参数下的液滴变形破碎的发展趋势是一致的,而其发展速度明显则不同。其中Weber数的增加加速了液滴的破碎,而Ohnesorge数和黏性的增加则抑制了液滴的破碎。     

正交约束下的D-最优试验设计

针对一类因素间具有正交约束的回归模型的试验设计问题,以D-最优为准则,以加速度计试验设计为背景,从试验点的均衡分布原则出发,以不同试验环境下合加速度大小为依据,给出了不同环境下球内接正多面体的试验方法,通过进一步计算和深入分析表明,单球面时为避免信息矩阵降秩应采用不同安装方式,降低模型维数以达到试验目的;两球面下试验设计的优劣与两个半径的大小有关,半径越大计划越优,而且信息矩阵的秩最大时两个球半径之间呈近似线性关系.试验结果的优劣还受到初始安装位置的影响,为了达到最优化,应使合加速度方向与加速度计的某个轴同向.     

随机振动的信息量及最大熵概率估计

本文将信息量等概念及最大熵的概率估计方法引入随机振动信号分析,给出随机振动的信息量及信息熵的概念,讨论了随机振动的信息描述.最后以复合振动信号为例,给出它的最大熵概率密度函数.     

缺陷态对LED用荧光材料热稳定性的影响

稀土或过渡金属离子掺杂荧光材料因其环保、易于制备、高效率、低成本、长发光寿命、全光谱、高亮度等性能在多重防伪、光学信息存储、温度传感等众多领域具有广泛的应用,特别是在LED照明领域。然而,荧光材料热稳定性差是阻碍其快速发展的核心问题。近年来,关于在热扰动作用下,缺陷态对载流子的俘获及释放过程,作为抑制LED用荧光材料热猝灭效应的有效途径被广泛研究。本文主要概述了LED用荧光材料中缺陷态对其热稳定性影响的研究现状,以及缺陷态作为陷阱中心对载流子的俘获、释放及其抑制LED用荧光材料热猝灭效应的机理,并对当前研究中存在的问题进行了总结和展望。     

阴极透镜层流电子枪调制特性

通过求解第一类边界条件的拉普拉斯方程,获得了典型的三电极阴极透镜中轴上电位的解析表达式。以此为基础,分析了阴极透镜各几何参数及电位参数对其聚焦性能的影响,得知通过增大调制极电位或其孔径、增加调制极与加速极的间距或缩小调制极与阴极的间距的方法,可以保证在改善初始粒子时间、空间弥散特性的基础上,相对减小轴向电场的非均匀性以减弱其会聚电场强度,从而使带电粒子束在阴极透镜区域中不能形成交叠点,达到构成其中电子运动具有层流性质的阴极透镜层流电子枪的工程应用目的。另外也获得了采用厚度较小的调制极有助于整个电子光学系统性能优化的结论。     

基于Zernike模型系数优化的椭球型窗口光学系统像差校正

传统的半球形窗口难以满足高速飞行器气动力学的需求,采用流线型外表面的非球面光学窗口技术应运而生.这种窗口会随着扫描视场角的变化产生大量动态像差,校正这类像差成为高速飞行器光电成像系统发展的关键问题.对于扫描视场为±60°的椭球形窗口光学系统,研究了静态校正和无波前探测器的自适应光学技术相结合的大扫描视场像差校正方法.设计时,首先以减少系统像差种类为导向,进行初始结构设计,消除五阶Zernike像差,从而减少后续自适应优化控制变量数.利用Zernike多项式系数与变形镜驱动器电压之间的转换矩阵,将优化变量由140个驱动器电压减少至Zernike多项式2—9项系数.最后利用基于Zernike模型的遗传算法对变形镜面形进行控制,校正残余像差.仿真结果表明,各典型扫描视场点的优化速度提升95%以上,且光学像质接近衍射极限.该优化方法不仅可以修正异形光学窗口引起的像差,同时还能够校正光学系统装调、加工时引起的误差,具有较强的实用性.