多种激励条件下复杂圆柱结构的中频声辐射预测及验证

利用混合有限元-统计能量分析法,研究不同激励条件下复杂圆柱结构的声辐射特性.构建了一种空中及水下航行器的典型结构——复杂圆柱结构.在半消声室中测量了圆柱结构腔内声压级水平.结果表明:在不同激励条件下,该方法预测的复杂圆柱结构在中频段的声压值与实验测量结果比较吻合,能够较准确反应各个频率段及拐点处的声辐射情况.预测误差随激励的类型及频率的改变存在一定差异,其中声-力混合激励下预测误差最小.随着频率的增加预测精度越来越高.     

林火蔓延模型研究及应用开发

利用惠更斯原理进行林火蔓延模拟,结合国际上成熟的林火行为模型(Rothermel的地表火模型,Van Wagner的树冠火蔓延模型,McAlpine的林火加速模型),建立适合云南省特殊地形的林火蔓延动态模型,并开发相应的动态模拟模块,在云南特殊地形地貌上的林火蔓延模拟做出一定探索.通过修改成熟的蔓延模型进行林火蔓延模拟达到模型预测的目的,并反映林火蔓延的主要规律.实验结果证明矢量的模拟方法是集成单个的地表火、树冠火、加速、飞火和可燃物含水率模型的更实际的技术.模型的集成简单易懂,因为每个模型的计算可以直接应用到火头的节点模拟上,然后控制所有模型的空间和时间分辨率.     

G4135柴油机辐射多区多维模型（Ⅰ）

对G4135直喷式柴油机建立了一个辐射多区多维模型,包括缸内工质的几何空间模型,辐射温度模型,辐射发射系数,吸收系数以及燃料油滴的散射系数模型,分析讨论了燃烧工质的辐射吸收效应,并结合实验数据进行编程计算,其结果及其变化趋势与实验相吻合,为缸内辐射流流量分布计算提供依据。     

辐射特性模型对机舱火灾模拟的影响

分别用灰体和窄带两种不同的介质辐射特性模型,模拟了封闭机舱内火灾的发生过程,并对其中的温度、气体浓度、辐射热流等的分布进行了比较和分析。结果表明在火灾发生的前50 s之内,两种模型差别不大。在50 s之后,由于机舱内的烟气产量和CO2,H2O等多原子气体的迅速增加,两种模型的模拟结果差别增大。灰体模型对辐射换热量的预测大于窄带模型。由于辐射参与介质本身是非灰的,所以窄带模型对辐射的预测更准确。这一结论也通过气体成份分布和烟气浓度分布的结果得到了证实。研究可为机舱火灾的准确模拟研究提供参考。     

自动气象站温度传感器的辐射误差

为了研究自动气象站温度传感器的辐射误差并建立预测模型,在对比自动气象站与传统观测网试验数据的基础上,设计了合理的处理流程对数据进行预处理,提取自动气象站温度传感器辐射误差成分。分析了自动气象站温度传感器辐射误差的时频域及相关性等统计特征,针对统计特征采用随机过程理论中的双重周期季节模型进行辐射误差的初步预测并利用修改模型进行修正,取得了较好的拟合效果。结果证明,双重周期季节模型预测自动气象站辐射误差完全可行,建立模型的方法可以普遍应用到各气象台站。     

水中有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射

根据模态分析法,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的耦合振动方程.其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体流固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗所决定.在此基础上通过算例对水中纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射进行了研究.研究表明,纵向加肋对水中圆柱壳体的辐射声功率影响不大,但壳体表面平均振动速度明显降低,相应的辐射效率增加.     

辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。     

女性航天员空间辐射防护需求分析

为了保障女性航天员的健康和安全,需要对其空间辐射风险进行评估与分析,并提出合理有效的防护建议.文中建立了符合中国女性航天员体征特点的空间辐射剂量计算模型.利用Monte Carlo方法,分别计算了0 g/cm²和5 g/cm²铝屏蔽条件下,不同能量的质子、碳离子和铁离子在女性各组织器官中的剂量分布情况.结合空间辐射环境能谱,对不同飞行任务期间女性航天员的空间辐射防护需求进行了分析.结果表明：对于中长期飞行、载人登月以及深空探索等任务,应针对女性的性器官做相应的局部防护,同时加强空间辐射防护新方法和新技术的研究.     

高海拔下油盆火烟气辐射特性研究

结合模拟气体辐射特性的统计窄带模型和模拟烟黑(Soot)辐射特性的Mie氏散射理论,对高海拔下油盆火烟气的辐射特性进行研究。得到了实验装置中不同位置的气体浓度、烟黑浓度、烟气的发射率等数据。将模拟得到的辐射特性用于实验油盆火的燃烧过程计算,温度的计算结果与实验结果吻合较好,轴线方向平均温度的最大相对误差为12.6%;烟气的发射率与温度、烟气成分等因素相关。研究结果表明应用该方法可以对高海拔下油盆火的烟气辐射特性进行较为准确的研究和分析。     

通信装备随机噪声电磁辐射效应预测方法

针对随机噪声辐射对用频装备电磁干扰效应研究的不足,对通信装备在高斯随机噪声辐射下的效应预测进行了研究.通过对随机噪声对功率敏感型通信装备带内干扰的机理分析建立了预测模型,并定义了效应指数,通过计算效应指数预测随机噪声辐射对通信装备的干扰.文中以某型超短波电台为试验对象,分别进行了单频和调幅连续波、高斯白噪声、窄带高斯噪声电磁辐射效应试验,不同随机噪声辐射下受试设备被干扰的概率分别为100%、98.7%、99.9%和99.1%.试验结果表明,本文提出的模型和预测方法能够有效地对随机噪声辐射下通信装备生存能力进行预测,对战场条件下用频装备能否有效发挥作战效能具有重要的意义.      

线电流源激励下无耗异向介质层覆盖导体圆柱的辐射特性分析

基于时域有限差分法(FDTD)分析了线电流源激励下无耗异向介质层覆盖的无限长导体圆柱的辐射特性.仿真结果表明,由于异向介质的负折射特性,导体圆柱的辐射方向性将会增强.同时,当模型具有合适的几何和电磁参数时,导体圆柱将可以实现定向辐射.     

广西北回归线区域天文辐射时空特征——以宾阳县为例

基于25 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,依据坡面天文辐射分布式模型算法,模拟计算北回归线附近宾阳县的天文辐射空间分布,并分析地形因子对于天文辐射的影响。结果表明:宾阳县年天文辐射总量在2 718. 11～13 155. 07 MJ/m~2,在不同地形下天文辐射空间分布差异明显;不同月份的天文辐射在不同坡向坡度上的空间分布亦不同,就该区域而言,8月份空间分布较为均匀;山地天文辐射受到天文参数和地形因子共同作用影响。     

空间辐射剂量及屏蔽效应研究

为分析空间辐射剂量及屏蔽效应,建立空间辐射剂量Monte Carlo评估方法.建立了符合空间辐射点点分布均匀、处处各向同性的抽样方法,并实现了基于体元的人体屏蔽模型.计算了3种屏蔽厚度下质子空间辐射的器官当量剂量和有效剂量分布,分析了不同厚度的屏蔽效果.结果表明,器官当量剂量在100～200 MeV之间存在高峰,有效剂量在200 MeV左右存在高峰;随能量增加,次级粒子有效剂量贡献增大,重粒子增长速度最快;提出了加大眼晶体和性腺屏蔽厚度,开发新型辐射屏蔽材料的建议.     

真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究

利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、Sn离子在等离子体演化过程中离子密度和等离子体温度的空间分布诊断.结果表明,理论模拟的谱线强度及其时间演化规律与实验结果符合较好,理论重构的不同时间延迟下离子密度和等离子体温度的空间分布图像可以直观地呈现多元素等离子体中不同电荷态离子在等离子体中的演化过程,预期可为多元素情形下的激光等离子体辐射特性及其应用提供帮助.     

一层随机分布球形粒子的被动辐射特性研究

一层球形粒子的被动辐射特性一直没有被全面系统地进行研究.文中基于矢量辐射传输方程,对一层随机分布的球形粒子进行数学建模,采用特征值特征向量法分别计算了瑞利球形粒子和Mie球形粒子,得到了两种粒子在各种不同参数条件下的辐射亮度温度,研究了模型中的参数对粒子被动辐射特性的影响并加以分析,给出合理的物理解释以保证数据的正确性,该研究结果可以为以后将矢量辐射传输方程应用到对单个大尺寸粒子的被动辐射特性的研究提供基础.     

树冠火生长蔓延模型的改进与实时仿真

现有林火研究多偏重于火焰蔓延的数值模拟以及简单可视化,存在火焰细节丢失和蔓延过程不精确的问题,本文通过深入分析地表火向树冠火的转换过程,完成树冠火生长蔓延模型的改进,并进行实时仿真。首先,为解决火焰蔓延过程中火焰运动缺乏真实感及细节丢失问题,引入脉动风场重新构建树冠火生长蔓延模型,丰富火焰细节,提高火焰运动真实性;其次,应用能量守恒定律,建立树冠火随温度场动态变化模型,提高地表火向树冠火生长转换过程精确性;最后,通过纹理映射技术模拟烧焦现象,采用Huygens原理结合树冠火生长蔓延模型对火焰蔓延进行优化仿真,保证实时性。实验对比和分析表明,能够实时仿真出树冠火生长蔓延过程。     

流场中有限长纵横加筋圆柱壳声辐射

研究流场中加环肋和纵骨的有限长圆柱壳在简谐径向点激励下的声辐射.把环肋和纵骨等价为线反力和反力矩作用在柱壳内壁,将反力和反力矩表示成位移的函数.基于Flügge薄壳理论,推导了壳体的流固耦合振动方程,计算了其表面振动速度级和辐射声功率级.还分析了纵骨和环肋对圆柱壳声辐射的影响.     

基于GPS轨迹数据的混合多步Markov位置预测

随着移动设备和定位技术的广泛应用,基于位置服务成为研究热点,位置预测是其重要研究内容.基于GPS轨迹数据,对位置预测方法进行研究.Markov模型可以较好地表示时序数据,因此可较好地用于位置建模和预测.在基于Markov建模的位置预测中,1阶Markov模型存在轨迹信息利用不充分、预测准确率低的问题;而多阶Markov模型存在状态空间急剧膨胀的问题.针对这些问题,提出了基于混合多步Markov模型的位置预测方法,在将原始GPS轨迹转化为区域轨迹的基础上,对各多步模型进行融合,提出了基于Adaboost框架的各多步模型影响系数的生成方法,在保证状态空间不变的情况下提高了预测准确性.真实数据集上的实验验证了所提位置预测方法的有效性.     

气体燃烧辐射加热炉的换热效率与CFD数值模拟

采用自行设计的燃烧加热炉模型装置,研究液化石油气直喷燃烧中换热管空间位置、热负荷(燃气流量)及换热介质流量等因素对换热效率的影响规律,并对炉内温度场进行了CFD数值模拟计算.结果表明:在理想的热负荷条件下(0.88 kg/h),距离燃烧中心愈近,辐射换热效率愈大;随着换热介质流量的增加(40 L/h),换热效率有下降的趋势;CFD数值预测的温度分布规律与实测吻合较好,火焰形状是影响辐射换热的重要因素.     

液体火箭发动机羽烟三维紫外辐射仿真研究

针对液体火箭发动机羽烟紫外辐射的空间分布问题,建立三维数值计算模型.该模型采用标准κ-ε湍流模型和PDF模型仿真羽烟流场的状态参数,根据HITRAN数据库计算流场内吸收系数分布,并利用离散坐标法求解辐射传输方程,计算三维空间的紫外辐射分布.测试结果表明:三维紫外辐射模型的计算结果与实验数据一致,能够反应不同视角下液体火箭发动机羽烟紫外辐射强度的空间变化.