一种基于低速、小振幅周期运动CFD数值模拟的水下滑翔机附加质量求解方法

水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5%以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ₂₂以外,其他附加质量的相对误差在6%以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.     

吸波材料的结构设计及改进

吸波材料在工作频段能够较好吸收电磁波信号,本文采用蜂窝型结构来设计,并在其中加入涂层,从而破坏整体磁场回波系统,达到影响其回波阻抗特性的目的。通过对整个系统进行分析,进而得出所需工作频段的结构尺寸及电磁参数等。     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

铝合金在3.5%NaCl中电化学腐蚀行为研究

铝是一种广泛应用于工业生产的金属元素,因此铝及其合金的耐蚀性能的研究对工业生产有着重要的意义。在制备阶段采用阳极氧化法对铝合金表面进行预处理,于是在合金表面获得了一层较致密的氧化膜。在电化学测试阶段利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了基体铝合金和阳极氧化处理后的铝合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。电化学测试结果表明:与基体合金相比,在3.5%NaCl溶液中,经过阳极氧化预处理后的铝合金的腐蚀电流明显下降,并且电荷传递电阻明显升高,说明经阳极氧化预处理后铝合金的耐腐蚀性能加强,腐蚀速度下降;阳极氧化后,铝合金在3.5%NaCl溶液中的阻抗图谱呈单容抗弧,因此腐蚀过程受电化学控制。     

基于简化型Z源逆变器的优化调制策略研究

在对简化型Z源逆变器进行理论研究的基础上,参考传统单相SPWM调制策略,应用Z源逆变器简单升压控制原理,研究了优化型SPWM调制方法,并通过MATLAB仿真软件验证了优化型调制策略的有效性.     

反射损耗最大化的EMI滤波器端口阻抗失配网络设计

针对电磁干扰(EMI)滤波器在噪声源、负载阻抗失配情况下的工作性能受较大影响的问题,提出了一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器设计方法,利用合适的阻抗网络来减弱或消除不利影响.通过选取合适的失配网络参数使得噪声源与滤波器的输入阻抗和负载阻抗与滤波器的输出阻抗均满足一定的比例关系,且利用不同阻抗比例关系产生不同的反射损耗这一特性对滤波器端口阻抗失配网络进行设计,使得滤波器在原有插入损耗的基础上增加其反射损耗,达到改善滤波器工作性能的目的.     

NaCl溶液中20Cr9Ni5Co14不锈钢电化学腐蚀行为

采用电化学极化技术(动电位极化技术、线性极化技术和循环极化技术)和交流阻抗技术研究了不同条件下20Cr9Ni5Co14超高强度不锈钢的电化学腐蚀行为,并采用扫描电镜对极化后腐蚀形貌进行了表征.结果表明,20Cr9Ni5Co14钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中出现钝化.随着Na Cl浓度的升高,钝化现象消失,而自腐蚀电流密度从8.223×10-7A/cm2减小至1.129×10-7A/cm2;随着p H值的降低,20Cr9Ni5Co14钢的致钝电位和过钝化电位增加.在p H值高于3时,腐蚀产物膜具有良好的耐腐蚀性能而导致反应步骤成为控制步骤.而当p H值降低到2时,腐蚀产物溶解速度很快,金属界面发生腐蚀速率很大,浓差极化成为了控制步骤.对腐蚀形貌研究表明,20Cr9Ni5Co14钢在极化过程中出现点腐蚀,导致了材料的耐腐蚀性能下降.     

基于模糊阻抗控制的上肢康复机器人中接触力规划器的设计

在对脑卒中患者的上肢运动功能康复训练中,如何对患者施加最适合的接触力,是设计康复机器人的重要指标要求. 针对现有康复机器人的力规划器中,产生出来的接触力存在突变,对患者进行训练的舒适性方面存在不足的问题,提出一种连续渐变的接触力规划器,采用模糊控制与阻抗控制相结合的方法改进接触力突变的状况. 经过仿真和实验验证,本文采用的方法可以产生渐变的接触力,对于患者训练的安全性和舒适性有明显提高.      

电化学法研究碳钢在草酸中的钝化行为

采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试了25℃时,碳钢在3%草酸体系中的阳极极化行为。结果表明:碳钢在草酸溶液存在明显的钝化、点蚀、活化过程,且维钝电流密度小,稳定钝化区范围宽;在钝化区内固定的电位范围内出现电流震荡现象;添加缓蚀剂PASP,腐蚀氧化峰电流及维钝电流均降低,钝化区变宽;在不同的附加电位下,碳钢的阻抗谱与阳极极化曲线显示了对应的阶段特征。