静电场理论在印刷行业的实际应用

以静电场为例,紧扣物理在印刷上的应用,阐述了喷墨打印机、静电植绒印刷和压电喷墨的物理原理,计算了静电复印机硒鼓表面的电荷面密度,给出了电容测油墨量、电容测纸张厚度的方法等.     

固定翼飞机静电分布及电容求解

研究了固定翼飞机静电分布特性及电容求解.首先详细论述了固定翼飞机空中飞行时的静电产生机理.使用矩量法分别求取了飞机空中飞行、停靠地面时的电荷分布;获得了2种不同状态下的飞机电容:某型飞机空中飞行时电容为400 pF,停靠地面时为1.3 nF,从而获得了飞机着陆时的放电时间常数.电荷分布计算结果与理论分析吻合,电容值与美军标Mil-Std-464给定数值一致,说明了计算的正确性.     

飞机静电放电刷静电放电特性的试验研究

静电沉积威胁飞机飞行安全,静电放电刷是泄放飞机静电的重要器件。文章设计了飞机静电放电刷静电放电特性试验系统,研究了某型飞机静电放电刷的静电泄放特性。结果表明:静电放电刷的静电泄放存在阈值现象,仅当施加电压高于放电阈值时,才可观测到明显的放电电流,且电压-电流关系可由抛物线曲线描述;对受试放电刷,负极性阈值电压为21.91kV,正极性的阈值电压为25.12kV,并在施加40kV负极性电压下,放电电流达到20.99μA,满足静电泄放对放电电流的要求。此外,通过测量静电放电的噪声电压波形,分析获得了受试静电放电刷的射频噪声特性,发现受试放电刷的放电脉冲间隔为1~2μs,单次脉宽为0.1~0.2μs,噪声频谱主要分布于1 MHz以内,且频谱强度变化减弱较为平稳。研究结果可为飞机静电放电刷设计、试验及鉴定提供有益参考。     

利用ECT信息改进EST图像重建

提出了基于电容层析成像(ECT)与静电层析成像(EST)的双模态传感器技术.该技术应用电容层析成像重建得到的介质分布结果作为先验信息,提高了静电层析成像的图像重建精度.针对静电荷对ECT测量值的干扰进行了探讨.理论分析表明,ECT采用交流法检测电容,在高频交流激励、带通滤波方式下,微小电容检测系统可以消除颗粒感生电荷噪声的低频干扰.针对电荷灵敏场受介质分布的影响进行了研究,数值仿真计算表明,采用ECT提供的介质分布信息可修正实际流型下的电荷灵敏度,降低EST电荷分布反演的不确定度.由于EST的相对图像误差、相对电荷余量等图像重建指标均有所减小,所以图像相关性更好.     

静电场中导体电荷分布分析

解决导体在静电场中的问题,必须清楚因静电感应引起的电荷、静电场的分布情况,其电荷、静电场的分布可根据静电平衡的性质,电场线的性质以及高斯定理讨论分析及推导,从而解决实际问题.     

浅析导体在静电平衡状态下的场强

静电平衡状态是指导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态。处于静电平衡状态下的带电体,电荷只分布在导体外表面上,导体内没有净电荷,本文对静电平衡状态下常见的三种情形分析了导体在静电平衡状态下的场强,并举例验证了这三种情形下导体在静电平衡状态下的场强分布。     

静电场教学中几个问题的分析

本文首先给出了静电场中电场强度对任意闭合路径的环量恒为零的理解,任意闭合路径是对实际的宏观静电场问题而言的;接着给出了导体静电平衡问题的理解,静电平衡状态中的导体并非一定是理想导体,放在静电场中的导体只有满足能提供足够的电荷和一定的表面形状两个条件时才能处在静电平衡状态;最后给出了推导介质中高斯定理时应用的极化电荷总量的含义.     

针辊式高压静电分选机电晕极结构优化

为提高针辊式高压静电分选机的分选效率,须寻求最佳的电晕极结构. 利用自制针辊式高压静电分选机,固定针辊距离为d=50 mm,进行针辊放电实验. 通过调整电晕电压、放电针间距及长短针排列方式,探讨分选电场分布规律,对针结构进行优化. 结果表明,放电效果随针间距减小会出现先增强后减弱的过程,当针间距为12 mm时达到最大值;在最佳针间距下,将针的长度按30 mm-15 mm-30 mm的方式排列,得到了更好的放电效果,转辊表面电荷量在15 kV时可提高33%;应用Matlab软件,模拟了不同针间距对放电的影响,为静电分选机的优化设计提供了依据.      

基于有限元分析的静电探测器电极设计

根据静电理论,研究了利用旋叶式三维静电探测器对空中目标进行测向的方法.根据三维静电探测器测得的三路信号可实时给出目标方位角和俯仰角.分析了感应电极叶片数量与感应电流幅值之间的关系,应用有限元分析软件ANSYS对静电探测器电极结构进行了设计仿真计算,对不同叶片数的探测电极的感应电荷变化量进行仿真,分析了边缘效应的影响.根据计算结果给出了静电探测器电极的优化设计参数,为旋叶式三维静电探测器电极设计提供基础和指导.     

空间电场对单根纳米纤维沉积的影响分析

基于近场静电纺丝,分别讨论单根纳米纤维在平面硅片、图案化硅片基底上的沉积规律.当收集板运动速度大于纳米纤维喷射速度时,将获得直线状纳米纤维;而当收集板运动速度小于纳米纤维喷射速度,纳米纤维易受电场力和电荷排斥力的影响而产生弯曲鞭动,并缠绕成纳米纤维带或螺旋状结构.采用图案化硅基作为收集板时,电场分布发生变化,微结构表面电场强度大于其他区域.纳米纤维在微结构表面产生聚集,且微结构表面电场的增强也加快纳米纤维喷射速度.     

大型客机座舱合理排数的数值模拟

由于计算资源的限制,设计座舱的气流组织采用全舱数值模拟的方法不够科学,确定合理的座舱环境模拟排数是获得气流组织真实信息的基础.为此,用经过验证的计算流体力学（CFD）方法对单通道座舱合理排数进行了数值模拟研究,包括空舱及满员两种情况;研究的座舱排数分别为1排、3排、5排、7排及9排,模拟工况为热天巡航,数值模型采用RNG k-ε模型.研究发现,对于空舱情况,由于复杂几何及边界条件对舱内气流的影响,至少需要5排座舱才能得到较合理的计算结果,7排及7排以上的座舱排数能得到准确的计算结果;满员情况下,由于人体热羽流对舱内气流流动起主导作用,故3排及以上的座舱排数能得到准确的计算结果.基于已确定的合理座舱排数,对半满员及满员两种情况下舱内的气流组织进行了对比分析.与满员情况下舱内气流组织呈对称分布不同,半满员情况下,每一排的气流都偏向人员多的一侧.     

基于眼动实验的飞机座舱界面字符编码分析

驾驶舱是飞机的命令中枢，驾驶舱显示界面的信息设计质量直接影响到飞行任务的完成，大多数飞行相关信息都以字符形式展现在飞机座舱界面上。为探究飞行员对不同字符编码元素的识别效率，通过飞机座舱界面字符编码、眼动追踪法及行为绩效评估法研究了飞机座舱界面字符大小、笔画宽度、字符间距对飞行员认知效率的影响。结果表明：从行为数据来看，字符字高6.5 mm的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字符字高6.5 mm的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小；从行为数据来看，字符笔画宽度400W3C的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字符笔画宽度400W3C的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小；从行为数据来看，字间距100的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字间距100的字符注视时间最短、注视百分比最小、字间距0的字符使受试者瞳孔直径最小。可见不同字符编码识别效率不同，字高6.5 mm、笔画宽度400W3C、字间距100的字符编码识别效率最高，该结论可用于飞机座舱界面的设计中。     

飞机客舱性能化防火设计方法研究

为研究飞机客舱防火性能,基于性能化防火设计理念,结合安全线和疏散时间模型,利用计算机模拟仿真技术,提出了飞机客舱性能化防火设计方法。以A380飞机客舱为例,利用火灾模拟软件FDS和疏散仿真软件Pathfinder结合建立仿真模型,运用提出的飞机客舱性能化防火设计方法分析了3级客舱布置下的火灾疏散情况,验证了该方法的可行性及合理性。研究结果表明:2号、3号及4号出口在火灾疏散过程中存在危险;基于此结果对客舱火灾疏散方案进行了优化,保证火灾疏散过程的安全。方法不仅可对现有各型飞机的防火性能进行评估,为优化客舱布局及人员疏散方案提供支持,还可为国产大型飞机客舱防火设计提供参考。     

电动螺旋桨飞机舱内噪声特性分析及优化

电动螺旋桨飞机运行中机舱内噪声,严重影响驾驶员和乘客乘坐的舒适性,因而对其舱内噪声特性研究十分必要。本文以某型电动螺旋桨飞机为研究对象,对其运用大涡模拟计算螺旋桨旋转产生的气动噪声并将其作为舱内噪声的边界条件,采用FEM、BEM耦合理论得到封闭声腔下舱内声振耦合声场分布,通过试验场点与数值场点来对比验证。研究表明,随着螺旋桨转速升高,在飞机的头部和尾部处声压级较高,舱内场点总声压级试验结果与数值计算结果非常吻合,在飞机巡航时人耳处总声压级最大误差为3.6%。以人耳处A计权为目标值,通过响应面法优化飞机舱内噪声,建立了人耳处总声压级(计权A)与各个试验因素(材料、厚度、面积)之间二次方模型,结果显示人耳处总声压级(计权A)降低了12dB。证明了计算电动螺旋桨飞机舱内噪声方法的准确性,为舱内噪声优化提供了一种简单有效的方法。     

直升机座舱空气分配管路系统设计及仿真

为保证座舱内合适的空气参数条件,实现制冷、加温和通风换气,满足全飞行包线下的指标需求,本文基于某型直升机座舱布局,开展了座舱空气分配管路系统设计及仿真研究。通过需求分析,明确设计技术指标。详细设计了座舱空气分配管路系统布局方案,并计算了供气口及分配管路尺寸参数。基于Flowmaster软件平台,建立了管路系统仿真模型,利用流量配平仿真计算,实现了管路系统的流量分配。通过与试验数据对比,供气口流量分配误差满足工程要求,验证了仿真结果的可靠性和系统方案的可行性。最后,针对直升机全飞行包线范围内管网风阻和供风口流量的变化,对技术指标进行了仿真计算校核。结果表明,所设计座舱空气分配管路系统方案合理可行,满足设计指标要求。     

防爆舱设计及抗爆炸冲击波超压试验研究

为了满足某驾驶操作舱对爆炸冲击波的防护,设计了防爆舱结构,选用了多种防护材料,数值计算了爆炸参数和结构强度,完成了防爆舱在距离爆炸点9 m处12 kg三硝基甲苯(trinitrotoluene, TNT)裸装药的爆炸试验,重点测试了防爆驾驶舱内外的声压、内部噪声及操作人员座椅处的3个方向的振动加速度曲线。结果表明:舱内脉冲噪声峰值最大为135.1 dB;压力峰值为882.5 Pa,持续时间约为1 472 ms;座椅处3个方向的振动加速度最大为15.41g,持续时间为0.23 s;均在相关标准安全限制内,满足对等效重量为12 kg TNT及以下爆炸物在9 m处的爆炸冲击波的有效防护,验证了该防爆舱的可靠和安全。     

机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响

准确掌握飞机机头波纹度对全静压探头周围绕流及测孔压强的影响规律，对于提高飞机高度测量系统自身精度及其误差分析具有重要意义。论文采用计算流体力学方法，开展了机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响规律研究。针对单独探头构型，进行了数值模拟方法的验证。针对单独机头构型，研究了波纹度对探头预安装位置附近的空间区域压强的影响规律。针对探头与理论机头和波纹度机头的组合构型，研究了波纹度对全静压探头绕流及测孔处压强的影响规律。结果表明：文中数值模拟方法能够满足机头全静压探头流场的数值模拟要求；波纹度对探头测孔处压强系数的影响变化量随着马赫数增加而增加；当马赫数固定时，波纹度的影响在第一组测压孔处随迎角增大而减弱，而在第二组测压孔处随迎角增大先增加再减弱。     

石灰浆液荷电喷雾脱硫流场的数值模拟

为了获得脱硫塔内荷电石灰浆液脱硫率的理论计算方法,开展了荷电气液两相流场的数值模拟.通过试验用脱硫塔内部荷电喷雾脱硫特点的分析,建立了几何模型、静电场模型和两相流模型,通过商用Fluent6.3计算功能的扩展,获得环状电极静电场分布,进而实现感应静电场与两相流场的耦合计算,分析了浆液荷电条件下的两相流场特性及其对脱硫效果的影响.结果表明:电场强度分布基本对称于脱硫塔轴线,随着与电极距离的增加场强衰减迅速;浆液滴荷电使射流区外侧卷吸区域加大,浆液滴速度下降,电极附近射流影响区域变短,有利于加强两相接触和SO2吸收,同向并流的荷电脱硫增益更明显.     

Spindt型真空微三极管系统的静电场电容数值分析

以静电学理论为基础,采用边界元方法对Ｓｐｉｎｄｔ型真空微三极管系统的极间电容进行了数值模拟,通过计算多导体系统电荷求解极间电容的方法,解决了以往电容数值计算中未解决的第三电极影响和栅极厚度的问题,并通过计算结果真空微电子器件的应用和优化方在对极间电容与器件几何参数的关系进行了系统的研究,分析结果对真空微电子微波器件的设计有指导作用,所建立的微三极管边界元法计算模型对其它结构的真空微电子器件的电容分