微型四旋翼飞行器最佳旋翼间距布局研究

为研究悬停状态下不同翼间距对微型四旋翼飞行器气动性能的影响,结合整机试验和数值模拟,分析了不同旋翼间距下微型四旋翼飞行器拉力和功耗的变化规律。在样机试验中,通过搭建试验平台对间距比l/d范围1.1～2.0的微型四旋翼飞行器进行了拉力和功耗的测量,确定了相同功耗条件下具有较大拉力的最佳旋翼间距范围。为更直观地得到旋翼间气动干扰对整机气动性能的影响,通过CFD方法对微型四旋翼飞行器流场进行了仿真,得到了不同间距下的压力、流线和涡量分布情况,进而对四旋翼飞行器在不同旋翼间距下表现出的不同气动特性进行对比。结果表明,与无干扰状态下的孤立单旋翼相比,四旋翼间存在的气动干扰在合理的旋翼间距下可以保持涡流完整,并有助于提升四旋翼系统的拉力。最后,通过试验和仿真对比发现,在旋翼间距为1.8d时,四旋翼飞行器具有较大的功率载荷和良好的气动特性,是该四旋翼飞行器整机的最佳气动布局。     

Modeling the strain rate-dependent constitutive behavior in nanotwinned polycrystalline metals

Experimental studies have demonstrated that both strain rate and temperature influence the mechanical behavior of nanostructured metals significantly. In this work, a theoretical model is developed to describe the strain-rate-dependent constitutive behavior of nanotwinned polycrystalline metals. The athermal flow stress and thermal-activated flow stress are both considered in modeling the plastic deformation of a nanotwinned metal. Numerical results are consistent with the experimental results, showing that the present model can well describe the strain rate-dependent deformation behavior of nanotwinned polycrystalline copper. Henceforth, the constitutive behaviors of nanotwinned copper at different strain rates and temperatures can be predicted, which will be useful for optimizing the dynamic mechanical properties at various temperatures for nanotwinned metals.     

Elastic interaction between inclusions and tunable periodicity of superlattice structure in nanowires

The elastic stress distribution and the variation of the elastic energy with spacing between two inclusions of arbitrary sizes in an infinite isotropic cylindrical rod are obtained by an analytical approach and the phase field microelasticity (PFM) simulation. The results show a near-attraction and far-repulsion elastic interaction between two inclusions with hydrostatic dilatation. The critical spacing, at which the interaction changes from attraction to repulsion, is on the order of the radius of the rod, dependent on the length and Poisson's ratio of inclusions. Furthermore, the elastic energy calculations and PFM simulation results indicate that applying the local radial stress on the rod surface can modulate the elastic interaction between inclusions and adjust the periodicity of the superlattice nanowire structure. This can provide some guidelines for the tunable construction of superlattice nanowire structures.     

阳离子交换皂石黏土在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析中的应用

将一种人工合成的无机聚合物——蒙脱石皂石黏土（smectite,Sm）应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析（matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS）,以检测糖类化合物。 将传统的有机基质2,4,6-三羟基苯乙酮（trihydroxyacetophenone, THAP）与阳离子交换后的皂石黏土混合制备成新型复合基质,应用于糖类化合物的检测。通过比较不同的制样方法,测定不同分子直径的糖类化合物,发现由于受复合基质晶面间距的限制,只有小分子糖类化合物能进入晶面间隙充分接触有机基质并被离子化,从而实现对小分子糖类化合物的选择性检测。     

基于Wigner-Ville分布用超声回波测量随机介质的特征

生物组织微结构具有随机介质的特性,文中构建了生物组织超声散射的一维随机介质模型,提出用Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布函数方法估计该随机仙擀的空间分布特征,仿真和实验结果表明这一方法具有良好的空间分辨率,能较好地检测出随机介质微小散射元的个数和空间分布同时能精确地保估出散射元平均间距,研究结果表明该方法还具有良好的抗噪声性等优良特性。     

统计能量分析中的响应统计估计及其研究进展

统计能量分析(SEA)是分析复杂动态系统结构－声耦合振动响应的有效方法,而结构响应的统计估计是评价SEA分析准确性的基本依据,是SEA的一个重要组成部分.在简要介绍了SEA基本理论及其响应统计估计理论的基础上,对SEA中的响应统计估计的研究进展进行了综述和讨论,指出了在SEA响应统计估计中存在的问题,论述了需要进一步深入研究的方面,并着重讨论了响应统计估计中基于Poisson频率空间和高斯正交总体(GOE)频率空间的结构响应方差分析方法及其在SEA响应统计估计发展中的重要作用.      

聚己内酯在α和β松弛过程中的微观结构演化

利用X射线小角散射和广角衍射技术,研究了晶胞体积、散射积分不变量Q和长周期在α和β松弛过程中的变化,发现晶体结构的演变与非晶区的α和β松弛有较强的关联性,而且不同相区在高分子松弛变化过程中具有协同性。结果表明,晶胞体积变化在高分子链段运动的α松弛和主链基团扭转的β松弛的激活和冻结过程中是可逆的。由于系带分子的β松弛行为被冻结或激活而引起晶胞体积收缩系数的改变,从而导致晶胞体积在-90℃出现突变。散射积分不变量Q在整个过程中也是可逆变化的,在可逆过程中发生的突变主要是由于α松弛的冻结或激活引起的。因为样品在降温过程中发生插入式的结晶模式,在升温过程中这些二次结晶形成的片晶需要在较高温度下才能熔化,所以在整个过程中长周期变化不可逆。     

脉冲电流冲击力对电极间距的影响

利用时变场理论和瞬态动力学方程建立了电极及其支撑结构的瞬态耦合模型,分析了瞬态电磁场各参数的分布特点,并求解了电极及其支撑结构的动态响应状态参数。计算结果表明:玻璃钢支撑结构对于脉冲电流形成的冲击力载荷具有很好的缓冲作用;低弹性模量支撑材料在脉冲上升沿和峰值阶段均会产生波动性形变,但该波动性形变对电极间距不会造成太大的影响。