人工形成海水密度跃变区的过程及方法

海水密度的人工跃变技术是通过人工方法形成足够规模海水密度跃变区,继而影响潜艇正常航行.技术应首先研究规模适度、气泡密度合理的跃变区形成方法.立足现有工业技术条件,完成了对基于气体射流法的跃变区生成设备的总体设计.详细对关键射流部件压力容器和气泡发生器作出设计说明:一是设定压力容器的结构和型式,考虑到球壳强度、射流结构、形成连续分布的跃变区,对其两相邻开孔所夹的最大球心角作出规定.二是选用喷嘴型微型气泡发生器,应设定其结构尺寸和容器开孔.最后气体射流成泡和设备拉伸运动两部分同时进行,形成海水跃变区.研究成果对于技术的工程应用提供重要的理论指导.     

基于危险值分布流模型的飞机时间间隔计算方法

前后两架飞机的间隔是影响进近航路容量的关键因素,为了在飞机进近阶段前后两架飞机之间既能保持安全,又能最大程度地缩小两机之间的尾流间隔,提升进近阶段的到达容量,使用一种改进的Lighthill-Whitham-Richards(LWR)的交通流量模型,改进后的LWR模型将进场着陆的飞机发生碰撞冲突的概率视为与飞机数量相关的连续分布,称为危险值分布,通过危险值分布预测发生冲突的概率,使用速度平差法计算不同机型组合的安全间隔.基于危险值分布流模型对进近阶段上不满足间隔的飞机提出速度调整方法,使飞机之间保持所需的最小间隔时间,以便能够最佳利用进场着陆空域的容量.     

过冷沸腾气泡在圆形朝下壁面上特性实验研究

气泡的始动直径与运动过程对于揭示沸腾传热机理有着重要意义.利用高速摄像机对不同热流密度条件下,过冷沸腾液体中气泡在圆形朝下壁面上生长及运动的过程进行了实验研究.研究表明:在气泡的生长及运动过程中,气泡的形状从生长过程初期阶段的近似球体变化到滑移过程被拉长的椭圆体,直至最后消失;壁面热流密度对气泡的始动直径有一定影响,热流密度越大气泡的始动直径也就越大.     

基于自由尾迹法小翼气动特性分析

基于(势流)涡方法开发了水平轴风力机叶片设计优化程序,采用自由尾迹模型对增加小翼后的叶片气动设计性能进行初步分析,研究了风力机设计工况下,小翼对气流涡位置及诱导速度分布等气动性能参数的影响,对比分析了增加小翼后功率输出情况。结果表明,增加小翼后风力机叶片在设计工况下功率系数有明显增加,可以考虑将叶尖小翼作为已安装风机功率提升的解决方案之一。     

气泡碰壁反弹的动力学模型研究

为了解气泡与壁面相互作用的物理机制和详细动力学过程，对气泡与壁面碰撞反弹的动力学过程进行了分析，综述了理论模型的发展过程，并采用所建立的理论模型进行数值求解.当毫米级气泡以一定速度垂直撞击壁面时，气泡与壁面之间存在一层液膜，该液膜呈现多种形状.气泡的变形会改变薄膜内压强的分布，形成薄膜排水过程.气泡在与壁面作用的过程中会反弹多次直至动能被完全消耗.在建立的动力学模型中，液膜厚度分布由Stokes-Reynolds方程描述，液膜内压强由Young-Laplace方程求得，在气泡的轨迹模型中引入了由液膜内压强引起的壁面诱导力.结果表明:描述液膜厚度及膜内压强的SRYL模型能够捕捉薄膜变化的动力学行为，基于薄膜润滑近似的壁面诱导力模型可以较好地预测气泡多次反弹的运动轨迹，壁面诱导力在气泡撞击壁面的过程中对气泡运动起主导作用；随着气泡尺寸和雷诺数的增大，气泡的反弹次数会逐渐增加，气泡是否反弹以及反弹次数与雷诺数有着直接的关系.      

实时检验泡沫：基于严格局部鞅判别的泡沫检验方法

实时检验泡沫并对市场参与者和监管者进行预警，有利于防范和化解金融风险。基于检验泡沫的严格局部鞅判别原理，在RKSH方法的基础上拓展了一种倒向滚动检验方法（BSLM），并通过蒙特卡洛仿真和实证分析验证了新方法的有效性。研究发现：相对于传统严格局部鞅判别方法，BSLM方法对距离当前时刻较近的泡沫具有更高的检验势，并且能更早地事前预警泡沫；在对中国股票市场主要指数2000~2015年的泡沫检验中，新方法能判断泡沫的生成时间和破灭时间，发现上证指数和深圳成指的泡沫具有较强的联动性。     

京津冀大气污染治理省际合作博弈模型

首先，结合目前京津冀区域大气污染的实际情况，提出了通过省际合作达到大气污染治理的 3 个基本假设. 其次，通过构建区域优化模型和 Shapley 值合作收益分配方案，建立了京津冀大气污染治理省际合作博弈模型. 通过求解区域优化模型得到各省份最优去除量和去除成本，进而利用 Shapley 值法获得相对公平的合作收益分配方案. 最后，以 2009 年京津冀各省份 SO₂ 去除为例进行了实证分析，结果显示了京津冀省际合作博弈模型的有效性和实用性，而且模型最优化模拟结果可作为区域决策的重要参考，促使各省份合作共赢.     

基于多普勒特性的飞机尾流回波提取方法

飞机尾流探测技术是航空安全领域的重要研究课题。使用一组均匀分布的粒子模拟尾流涡旋的运动特征,研究了潮湿大气中尾涡多普勒谱的视频回波仿真方法。尾流回波的信噪比很低,降低检测门限的方法导致产生大量虚警。为了克服这个缺点,基于尾涡多普勒特性,提出了一种利用多层前馈神经网络提取尾流回波的方法。仿真表明,尾流回波的多普勒谱谱宽较大,谱型不同于气象回波的高斯谱,通过对比分析验证了神经网络提取方法的有效性。研究结果有助于利用脉冲多普勒雷达对飞机尾流探测技术的研究。     

晶体镍中氦泡生长的分子动力学模拟

利用分子动力学方法模拟了面心立方金属镍中氦泡的膨胀和融合过程。通过原子分布示意图、径向分布函数等方面的分析研究发现,在温度较低时,随时间的演化,原相隔五层镍原子的两氦泡逐渐聚拢,同时周围出现大量空位、间隙原子、位错等缺陷结构;两氦泡最终连为一体,氦泡周围的镍原子构成一菱形位错区域。温度较高时,两氦泡融合速度加快,融合区域增大,这对于研究材料中的杂质、缺陷、孔洞、裂纹的扩展、贯通机理具有重要意思。     

双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟

采用基于气泡聚并和破碎机理的群体平衡（PBM-MUSIG）模型,对双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽内的气液分散特性进行了数值模拟;考察了不同通气量和操作转速下气液搅拌槽内流体流动,局部气含率和气泡尺寸的分布规律。模拟结果表明：通气工况下搅拌槽内的液相流场具有双循环流动形式;采用PBM-MUSIG模型预测的局部气含率分布与文献实验数据吻合较好;搅拌槽内气泡尺寸随转速增加而减小,随气量增加而增大;桨叶排出流区域内气泡尺寸较小,近壁区和循环区内气泡尺寸较大。