充满水的金属圆柱壳经受轴向撞击时屈曲过程的实验研究

本文报道了五种规格充满水的圆柱壳经受大质量低速度轴向撞击作用时屈曲过程的实验结果。研究表明由于液体的存在，圆柱壳的屈曲模态呈轴对称型的环带波纹，整个撞击过程可以明显地分为振荡的动力加载、平稳发展的后屈曲和迅速下降的弹性卸载三个阶段。并讨论了试件壁厚和高度等几何参数对其屈曲性能的影响。     

高超音速湍流分离表面热流率的脉动特性

本文给出高超音速湍流分离不稳定特性的实验研究结果。试验条件是:自由流马赫数为 7.8,单位长度雷诺数为 3.5×10~7/米。分离流场由有限展长前向台阶产生,并用有高空间分辨率和快速响应的一列平齐安装的铂膜电阻温度计和多通道系统测量其表面热流率脉动。信号的条件采样分析结果表明:分离激波的根部由一束压缩波构成,流向展长约二分之一来流边界层厚度,在边界层外汇聚成单一主激波。这种激波结构极其不稳定,出现大尺度运动,流向运动的尺度约为分离激波上游影响区域长度的22％。激波振荡频率为一宽频带,主要集中在 1～3 千赫。在分离激波运动区域,热流脉动呈间歇性,在无扰动和激波扰动间跳跃。可以认为这种间歇性是分离激波系统大尺度振荡的结果。在激波运动区域的下游为分离区,流体继续压缩,热流脉动无间歇。     

边孔弧形闸门水流脉动压力特性研究

弧形泄水闸是水利枢纽工程中常见的挡水、泄水建筑物,其在关闭或开启过程中或者局部开启运行时,在水流脉动压力作用下会产生振动,容易引起闸门结构破坏。本文针对边孔闸门与中孔闸门不同的水流边界条件特点,制作了带导流墙与无导流墙两个弧形闸门模型。在实验室内开展了不同库水位、不同闸门开度下的物理模型试验,并对两个模型上大量测点的水流脉动压力数据进行比较分析。试验表明,导流墙的存在对脉动压力主频的影响较小,但对脉动压力均方根值影响较大;在较高库水位下相对开度位于0.2至0.3区间内时,导流墙的存在不但不会改善闸门的受力状况,反而还会导致受力增强。     

基于经验小波变换和卷积神经网络的水泵水轮机无叶区流态特征提取及识别研究

监测和识别原型水泵水轮机无叶区的流动状态,对于保证抽水蓄能电站的运行安全性和稳定性有非常重要的意义。本文提出了一种基于经验小波变换、散布熵和卷积神经网络原理的流态特征提取和识别方法,首先使用经验小波变换对压力脉动信号进行分解,然后通过计算各分量的散布熵提取流态相关特征,最后通过利用特征–标签对训练卷积神经网络得到的智能识别模型,实现了无叶区流态识别。利用从国内某水泵水轮机采集到的发电、抽水和空转工况下实测压力脉动信号对该方法进行了测试,测试的平均准确率达到了94.84%,证明了该方法的有效性。

     

随机风-浪一体化降维建模及风机结构可靠度研究

基于随机脉动风场和随机波浪力场的谱表示降维模拟方法,采用脉动风速Davenport谱与波浪P-M谱对风、浪谱参数进行一体化构造,并应用相同的基本随机变量来保障风、浪模拟的概率信息一致,实现了随机风-浪一体化降维建模。进一步,基于ANSYS有限元软件建立了近海风机塔架数值计算模型,并以顶点位移为指标,进行了三种工况下结构的动力可靠度分析。数值算例验证了随机风-浪一体化降维建模方法的有效性。结构动力分析结果表明,风荷载对风机塔架顶点位移响应的影响占主导地位,同时波浪荷载的作用亦不可忽略。此外,随机风-浪一体化降维方法生成的代表性样本概率信息完备,可与概率密度演化理论结合实现海工结构在风浪共同作用下的精细化动力响应及可靠度分析。     

天线平台在风荷载作用下的响应分析

研究了自然界中脉动风的风谱及其数值模拟方式,生成一段脉动风时程曲线。仿真研究天线平台在脉动风载荷和稳定风载荷下的响应,对比分析表明,天线平台在脉动风荷载下的响应要大于国标规定稳定风的响应。最后,提出考虑脉动风荷载时以1σ置信度所对应的结果作为仿真评判标准。     

Ka波段螺旋波纹波导回旋行波管

螺旋波纹波导回旋行波管与采用圆波导的回旋行波管相比,有较大的带宽。介绍了它的线性注波互作用理论,并用该理论计算了不同的磁场与波导表面微扰幅度对Ka波段螺旋波纹波导回旋行波管线性增益的影响。计算结果与已报道的实验结果基本符合,说明该理论可以初步确定螺旋波纹波导回旋行波管的各项参数。     

W波段回旋行波管螺旋波纹波导色散分析

对螺旋波纹波导回旋行波管的色散特性进行了研究,通过理论分析推导了螺旋波纹波导的色散方程。进一步对色散曲线进行了数值计算,并着重分析了几何结构参数变化对其色散特性的影响, 由此得到了合理的结构参数。同时利用三维电磁仿真软件CST模拟计算了在该参数下螺旋波纹波导的本征模式并与理论结果作对比,误差小于3%。     

双光折变晶体半线性相位共轭器的自脉动

在由两块光折变BaTiO3晶体(其中一块晶体为全内反射式自抽运相位共轭镜工作方式,起外反射镜作用)构成的半线性自抽运相位共轭器中观察到了相位共轭光的自脉动现象。自脉动的平均频率f与入射光功率I0的关系为f∝I01.43;相位共轭光的平均维持时间ΔT与入射光功率I0近似成反比。观察到光折变BaTiO3晶体中扇形散射光具有动态的空间结构,扇形散射光的这种特性是引起上述半线性自抽运相位共轭器中相位共轭光脉动的原因