高可控非稳态对冲扩散火焰的实现及其时变流场特征

为研究火焰拉伸变化对流场、碳烟生成的瞬态效应，进一步完善层流火焰面模型在湍流火焰中的应用，设计并搭建了一个高可控的声激励对冲火焰燃烧器及其流场和碳烟浓度场的测量系统，利用相位锁定的粒子图像测速和激光诱导白炽光技术，测量了简谐振荡的对冲火焰中流场以及碳烟生成随时间的变化特性。结果表明：设计的声激励对冲燃烧器喷嘴出口速度为非均匀分布；非稳态工况下，施加的声激励电压信号幅值与出口速度振幅呈线性关系，频率为40 Hz的乙烯和丙烷火焰出口速度分别滞后电压信号0.09、0.14周期；随着电压信号频率的增加，速度的滞后程度也随之扩大。此外，40 Hz频率下乙烯火焰的碳烟体积分数滞后准稳态值0.35周期，具有明显的瞬态效应。研究成果可为非稳态层流火焰面模型开发提供理论依据。     

位移电流在偶极源电磁测深中的影响研究

采用基于电型源和磁型源的矢量势导出了在电偶极源激励下的层状地球中的频率域电磁响应的表达式;并通过G-S逆拉氏变换在时间域中对其结果进行了验证。研究了K、H型三层地电模型,得出忽略位移电流时使得垂直磁场Hz振幅、相位观察值增大,而在高频时忽略位移电流对水平电场Ex振幅和相位几乎没有任何影响。在K型的地电模型的Hz计算中,高阻层越厚,忽略位移电流就对计算结果产生影响的起始频率越小。而在H型模型中,忽略位移电流的影响出现的起始频率与低阻层的厚度变化没有关系。     

基于Malvar窗时频谱的反Q滤波方法

基于非弹性介质衰减模型, 将衰减和频散表示为振幅和相位的算子, 把补偿看成带衰减传播的逆传播过程, 理论计算得到补偿需要的反算子。通过构造满足Malvar小波条件下的时窗, 得到符合信号特征的时 间?频率谱, 再利用最小二乘方法计算品质因子Q值, 得到振幅和相位补偿需要的反算子, 作用于时频谱, 达到补偿的目的。 数值试验结果显示, 利用时频变换计算得到的Q值与先前设定Q值基本相符, 反Q滤波补偿后的信号与无衰减信号对比, 振幅和相位都得到很好的恢复。     

体光折变栅的高阶衍射

本文探讨了在光折变晶体写入体相位栅产生高阶衍射的物理机制，在光栅的写入过程中，振幅和位相耦合分别引起光栅振幅和位相的不均匀，这两种不均匀性导致光栅波矢的附加横向分量，后者可有效地补偿高阶衍射的波矢失配，同时一旦高阶衍射在晶体表面出现，具有高增益值的光折变值晶体通过多波耦合将保证它随传播距离增长，这是在光折变晶体中形成高阶衍射光束的重要原因。     

新型振荡发生装置的研究

设计并制作一种提供正弦位移振荡且频率可调、振幅无级可调的新型振荡发生装置,阐述其结构设计及原理.运用数学分析方法计算振荡发生装置振幅位移随时间的变化,发现振幅随时间的变化并非严格的正弦,其上半周期与标准正弦图形重合度较好,下半周期位移与标准正弦有偏差.同时,采用实验方法验证振荡发生装置在运行过程中实际振幅随时间的变化,发现与理论计算值有一定偏差,但仍呈正弦位移运动趋势,且振幅值精度较高.     

转子临界转速实验与计算的对比分析

在建立转子实验台的基础上,用实验方法测量转子的一阶临界转速,并与理论计算所得值进行对比分析.利用LabVIEW软件对实验台编制数据采集分析软件,可以直接显示随着转速的变化转子振幅和相位的相应变化,当转子振幅和相位发生突变时,所对应转速便是转子临界转速.根据Prohl法(初参数法)计算转子临界转速,利用VB编写程序进行计算.结果显示,实验数据和理论值基本一致,说明采用此实验台可以准确测量转子临界转速,编制的Prohl法VB程序适用于计算临界转速.     

薄平板断面气动自激力振幅效应数值模拟

为研究振幅对桥梁主梁断面气动自激力的影响,以薄平板断面为研究对象,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法进行气动自激力振幅效应研究,首先采用强迫振动数值模拟方法,研究了不同振幅下薄平板断面颤振导数与气动力迟滞相位,分析了薄平板断面气动力的频谱特性;然后采用自由振动数值模拟方法,研究了薄平板断面的颤振响应演变规律.薄平板断面强迫振动数值模拟结果表明:扭转振幅对薄平板断面颤振导数影响较大,在高折算风速下,颤振导数A*2随着振幅的增大由负转正,竖向振幅对薄平板断面颤振导数影响相对较小;扭转振幅的增大引起薄平板断面气动力迟滞相位正弦值发生了较大变化;当扭转振幅大于8°时,薄平板断面气动力存在较为明显的高次谐波分量,主要为三阶与五阶分量,竖向振幅引起的薄平板断面气动力高阶分量不明显.薄平板断面自由振动数值模拟结果表明:薄平板断面在颤振发散过程中,其瞬时频率、瞬时阻尼比与竖向扭转位移相位差均随振幅变化.     

三波相位变化和衰减对孤波的影响

本文通过在三波相互作用的耦合方程中加进衰减项,同时对复振幅进行一个相位变换得到了有相位变化和衰减的三波相互作用耦合方程。解这些方程得到了孤波解。最后讨论了相位变化和衰减对孤波的影响,得到了一些有趣的结果。     

双频合成振动压实机参数匹配试验

为了探讨多频合成振动压实的机理,设计了双频合成振动压实机,从理论上分析了样机各参数对压实度的影响。采用正交试验方法,对样机频率及频率比、振幅及振幅比、相位参数等进行了试验研究,根据试验结果分析,给出了较合理的参数组合。结果表明:两频率成分的相位差及频率比对压实度的影响最明显;两频率成分的振幅及其振幅比对压实效果的影响较明显,其中低频振幅对下层压实度的影响较大;两频率成分的频率值对压实效果的影响不大;激振器的相位对压实效果的影响较小。     

基模高斯光束的基本特性

从基模高斯光束电矢量表达式中的振幅、相位部分及其光束参数出发,讨论了高斯光束的振幅、相位分布和振幅、相位在传播过程中的变化规律,揭示了基模高斯光束的基本特性.     

地铁列车速度对含加固区地层振动特性的影响

利用有限元方法对列车移动荷载作用下运营隧道-加固区-地层的系统动力响应展开研究,并分析了不同列车运行速度对结构-地层系统各部分加速度、动应力和动位移的影响规律。结果表明：因加固区刚度相对衬砌极小且有一定的厚度,加速度在加固区中得以显著衰减,动力传递介质的突变使应力在衬砌与加固区交界处骤降,位移的减弱主要发生在受列车荷载影响较小的深厚地层;当列车运行速度提高时,动荷载幅值增大,相应加速度峰值单调增大;位移同样随列车速度的增大而呈不同程度地提高;由于与列车静荷载相比,动荷载幅值的变化极小,故列车运行速度的改变对应力峰值的影响较小。     

基于HHT和改进PNN的CSI人体动作识别研究

为了有效判别真实摔倒动作与疑似摔倒动作、提高动作识别准确度,提出基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)和改进概率神经网络(probabilistic neural networks,PNN)的信道状态信息(channel state information,CSI)人体动作识别算法。对CSI的幅度与相位融合信号进行数据预处理,利用HHT来提取区分人体动作信息的瞬时幅值和瞬时频率作为分类特征构建特征矩阵,在遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的PNN神经网络中训练出能有效检测真实摔倒和疑似摔倒动作的GA-PNN人体动作识别模型;利用训练好的识别模型对输入的CSI数据进行摔倒动作的判别。仿真实验表明,提出的算法能有效地检测真实摔倒和疑似摔倒动作,其识别准确度可达到97.18%,且误报率较低。     

模块化螺杆膨胀发电机组转速控制模型

为研究基于有机朗肯循环的模块化螺杆膨胀发电机组的动力机转速控制,建立了螺杆膨胀机转子的动态响应模型.对满液式蒸发器建立一种固定边界分段模型,并采用一阶惯性环节对模型进行补偿.针对模块化螺杆膨胀机组无调节阀直接控制进入螺杆机工质流量的特点,提出通过控制热源流体侧调节阀来间接控制螺杆机转速的方法.针对热源流量变化对工质蒸气流量及焓值都会产生影响的情况,分别建立系统的流量通道及焓通道模型.在Matlab中分别建立对应的系统动力机转速控制模型并仿真.仿真结果表明:通过控制热源流体流量来控制动力机转速的控制策略可行;相对于工质焓值,工质蒸气流量在转速调节中起主要作用.通过对转速、热源流量以及比例-积分-微分控制器参数等扰动信号的仿真分析可知,该控制系统具有较强的稳定性.     

列车变坡点地段平稳操纵研究

为了研究列车变坡点地段的车钩力分布规律,减少铁道车辆在变坡点地段的断钩事故,制定变坡点地段平稳操纵方案.采用多质点建模理论对西康线上某次货运列车进行纵向动力学建模,仿真分析列车牵引力、电制力、坡道阻力并对4种典型变坡点地段的车钩力变化规律展开研究.仿真与试验结果对比表明:所建立的模型能够再现列车牵引力、电制动力和坡道阻力;上坡道变坡点地段,在上坡前提前增大牵引手柄级位能防止因位能变化而引起的纵向冲动;下坡道变坡点地段,在列车部分进入下坡道时进行牵引工况到惰行工况的转换能避免因牵引力卸载而引起的纵向冲动;鱼背式变坡点地段,在列车全部进入上坡道后进行惰行工况到牵引工况的转换能最大程度减小车钩力变化率;锅底式变坡点地段,在列车全部进入上坡道后进行惰行工况到牵引工况的转换能最大程度减小车钩力变化率.     

2.5维有限元分析高铁荷载诱发非饱和土地面振动

开发一种非饱和地基2.5维有限单元方法研究高速列车荷载引起的地面振动.对时间进行Fourier变换并沿轨道方向进行波数变换将三维空间问题降为二维平面问题,结合边界条件和Galerkin法推导控制方程2.5维有限元格式.轨道结构视为非饱和地基上的Euler梁,所得频域-波数域内解答通过快速Fourier逆变换得到三维时域-空间域内结果.分析了车速和路基液体饱和度对地面振动及超静孔隙水压力的影响.结果表明,路基从完全饱和转为近饱和状态轨道中心处地面振动位移幅值变化显著;非饱和路基地面振动位移随时间衰减更快.距轨道中心8 m远处,同一速度下饱和路基路面振动持时大于非饱和路基;车速提高非饱和土振动持续时间变短,而饱和土地面振动持时变长.近轨道处200 km·h~(-1)下地面振动位移幅值大于其他速度且均以相当速率快速衰减;地面振动加速度级在某些车速下的衰减会出现反弹增大现象,其位置与车速密切相关.轨道中心处超静孔隙水压力主要分布在地表下4.5 m内,最大幅值出现在1.5～2.0 m深,且随路基饱和度降低显著减小.     

摩托车发动机三维凸轮可变配气机构的研究

为了拓宽摩托车发动机配气机构的最佳工作区间,提出一种基于三维凸轮的发动机新型可变配气机构,该机构控制的进气门相位及升程凸轮具有连续光顺变化的三维型面,能根据发动机不同的运行工况选择与之相匹配的工作型线.研究表明,采用三维形式的进气凸轮不仅可以方便地调控进气门的启闭相位,而且还能在一定的幅值范围内调节进气门的升程,从而可将配气机构的最佳工作参数从标定工况的狭窄区域延展至发动机的常用工况区域.     

Development and dynamic characteristics of an Organic Rankine Cycle

The design, construction and test of an Organic Rankine Cycle （ORC） with R123 as the working fluid were performed. A scroll expander was integrated in the system. The conductive oil with its temperature of 150 ℃ was used to simulate the low-grade heat source. An AC dynamometer unit measured the expander shaft torque, rotating speed and shaft power. The experiments were conducted in two operating modes： the constant mass flow rate and the constant shaft torque. Under the constant mass flow rate operating mode, the stepped increase of the shaft torque increased the expansion ratios of the expander and decreased the vapor superheats at the expander inlet. Thus, the shaft power and thermal efficiency were increased. Alternatively, the constant shaft torque operating mode involved two different regions, interfaced at the pumping frequency of 9 Hz. By the increase of the mass flow rates, the vapor superheats at the expander inlet was decreased and the shaft power was increased, but the ORC thermal efficiencies were slightly decreased. Both operating modes yielded the saturation shaft powers that were the maximum values one could use. It was found that the measured shaft powers and ORC thermal efficiencies were lower than the enthalpy determined values based on the fluid pressures and temperatures at the expander inlet and outlet. The maximum measured shaft power and thermal efficiency were 2.63 kW and 5.31%, compared with the enthalpy determined values of 3.87 kW and 9.46 %, respectively.     

列车空调变负荷影响和变频技术应用研究

通过对列车车体、车窗、新风、人体以及设备5部分传热量总负荷的计算,得到总负荷随着列车运行环境和乘客数量变化的规律.提出采用变频压缩机,通过改变压缩机转速以使得实际热负荷与机组的冷负荷尽可能保持一致.用MATLAB编程,分析计算环境温度、太阳辐射强度和乘客数量等因素对实际所需的变频压缩机转速变化的影响.得到相比于太阳辐射强度,乘客数量的变化对车厢负荷和压缩机转速影响较大的结论.     

回热式有机朗肯循环系统热力性能

膨胀机和工质泵作为有机朗肯循环系统的重要动力部件,在不同的热源温度下,合适的膨胀机及工质泵转速能够有效提高有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统的热效率.基于回热式ORC系统的热力学分析,选用1,1,1,3,3-五氟丙烷(R245fa)为工质研究了膨胀机转速、工质泵转速以及热源温度对系统...