基于势能守恒的微低重力模拟系统

为满足航天任务验证和航天员地面训练需求,研发一种基于势能守恒原理的微低重力模拟装置.以该微低重力模拟系统为研究对象,对重力补偿原理进行推导,导出弹簧刚度与系统构件惯性参数间关系;采用La-grange第二类方程建立系统的动力学模型,基于Matlab软件仿真验证航天员经该微低重力模拟装置进行重力补偿后的静力学、动力学特性...     

基于势能守恒的被动式微低重力模拟系统平衡因素研究

航天工程的发展对微低重力环境的地面模拟提出了长期使用、部署方便的要求,基于势能守恒的被动微低重力模拟系统是一种合适的手段。由于系统的摩擦、阻尼、自身重力等非理想特性,该类系统的模拟精度、动态性能、性能稳定性受到很大影响。本文针对势能守恒系统中的关节力矩和阻尼展开分析,依据第二类 Lagrange 方程建立动力学模型并结合仿真进行验证分析,得出关节力矩、弹簧组件中阻尼是影响被动式微低重力模拟系统平衡的关键控制参量。同时根据系统受激励后的特性确定了一种阻尼系数取值的单曲函数定量约束的方法,并且进行了案例研究,为相关系统的平衡性研究提供了定量依据和分析方法。     

小分子势能面及其量子动力学研究

简要介绍了原子与分子物理研究所,近几年来在小分子势能面、量子散射动力学和弱相互作用聚合物光谱等方面的理论研究.     

基组外推方法构建O(~3P)+H_2体系1~3A″的全维势能面

使用基于全活化空间自洽场(CASSCF)的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)和基组aug-cc-pV5Z构建了O(3P)+H2体系能量最低的13 A″和13 A′两个态的势能面,对13 A″态使用Varandas小组的外推方法,将基组aug-cc-pVQZ和aug-cc-pV5Z外推到完备基组极限(complete-basis-set limit).使用含时波包方法对新势能面进行动力学计算,并对比了只使用aug-cc-pV5Z基组时的速率常数,结果说明外推方法改进了势能面.     

具重力补偿功能三自由度力觉主手动力学研究

设计一种三自由度力觉主手,具有重力补偿功能.通过建立主手的拉格朗日方程完成了主手动力学模型的构建,得到了关节伺服电机的动力学附加力矩,实现主手重力补偿.建立虚拟样机,通过ADAMS动力学仿真证明计算结果正确.通过主手静平衡仿真分析,证明施加配重的必要性和重力补偿策略的有效性.     

基于卫星测高的孟加拉湾海洋时变重力研究

针对GRACE卫星仅能探测到大空间尺度的重力变化,提出利用卫星测高数据反演高空间分辨率的海洋时变重力.首先将CryoSat-2卫星测高数据按月分组,基于每组海面高数据计算沿轨剩余大地水准面梯度和格网剩余垂线偏差,然后利用逆Vening-Meinesz公式反演月重力异常,最后基于全部月重力异常数据计算格网大小为3′的CryoSat-2时变重力.以孟加拉湾及其周边海域为例,在2011年2月—2020年4月间,CryoSat-2时变重力的周年振幅和周年相位分别为(0.10±0.03)μGal和98.84°±0.43°,同期GRACE数据的周年振幅和周年相位分别为(0.66±0.05)μGal和93.52°±0.08°,两者的周年信号基本一致;CryoSat-2和GRACE时变重力的线性趋势分别为(0.02±0.01)和(0.09±0.01)μGal/a,均表现为增长.结果表明：3′×3′格网的CryoSat-2时变重力能够反映出研究海域重力变化的季节性信号和长期趋势,验证了利用卫星测高数据反演高空间分辨率海洋时变重力的可行性.     

基于UKF的六维力传感器重力补偿算法研究

为解决人机交互中六维力传感器受末端重力影响导致示数不准确的问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)算法的六维力传感器误差校正方法。通过对传感器数据进行处理和估计,实现对传感器误差的准确估计和修正,从而将传感器误差降至0～0.227 N之间。实验结果表明：该方法可以显著提高六维力传感器的测量精度,为人机交互中的精准力控制提供了可靠的技术支持。     

丙炔的光解动力学计算研究

用从头算方法对丙炔在157nm光照下的一个光分解途径C3H4→CH3＋C2H进行计算研究。在MP2／6-31＋G（d）和CIS／6-31＋G（d）水平上分别完成对基态、激发态的构型优化和能量计算（包括零点能）;同时,在CIS／6-31＋G（d）水平上做势能面,研究丙炔吸收光子后发生的C-C键的断裂过程,获得过渡态的粗略构型,再通过CIS／6-31＋G（d）水平计算获得确切过渡态构型,计算过渡态能量。通过计算得到的反应通道和相应反应物、产物能量与文献报道的实验结果能较好地吻合。     

原子簇Ni3BP异构体结构与稳定性的DFT研究

用DFT方法在B3LYP/Lanl2dz水平上对原子簇Ni3BP单重态和三重态的所有可能构型进行全参数优化,得到5个稳定构型:单重态3个,三重态2个;同时,也对各稳定构型之间的异构化进行了研究,得到.单、三重态势能面上与体系异构化相联系的4个过渡态.分析各异构体的相对稳定性及异构化过程得出:Ni3BP(3)(A′)是单、三重态中热力学最稳定的异构体;单重态的Ni3BP(1)(A)、Ni3BP(1)(B)和三重态的Ni3BP(3)(A′)、Ni3BP(3)(B′)具有一定的动力学稳定性.     

基于最小势能原理的悬臂梁弯曲研究

首先介绍了能量原理的有关概念,简述了最小势能原理,推导了梁的应变能公式.然后以悬臂梁为例,着重论证了最小势能原理等价于平衡微分方程和静力边界条件.再论述了基于最小势能原理的里兹法,应用于求梁的挠曲线的基本思想,最后用算例检验,得出了几条结论,这些结论可供相关工程研究人员参考.     

挖掘机动力总成悬置系统建模仿真研究

文章将液压挖掘机动力总成悬置系统置丁整机水平,研究其建模和振动特性;在ADAMS中建立包含动力总成和整机机架的12自由度模型,通过仿真,比较动力总成6自由度模型和12自由度模型的系统模态和振动特性,并获得系统12自由度模型的振动传递率,结果表明12自由度模型更接近实际情况;同时通过实验验证了该12自由度模型的正确性,为...     

基于ADINA的重力坝流固耦合动力特性分析

主要探讨了固体与水体相互作用下的动力特性。首先进行纯固体结构的自重以及频域计算,其次结合Westergarrd理论方法,采用ADINA-FSI方法完成重力坝的全流构耦合计算研究。探究了水体的存在下的坝体应力以及水体对结构的自振频率影响。计算结构表明:流构耦合模型计算结果,结构大部分位移较小,更能反映水体-固体相互作用的要求,从而得出一些有价值的成果供工程设计参考。     

热激活相变复合墙体动态热特性与节能潜力

为提升老旧建筑热工性能,基于中国北方清洁供暖背景,提出一种利用夜间低谷电力制取低品位热水作为热源,进行蓄能的热激活相变建筑系统。建立了典型热激活相变复合墙体传热模型并与参照实验进行验证,在寒冷地区供暖季气候条件下,模拟分析了管间距、相变层厚度和朝向等因素对复合墙体热特性以及节能潜力影响。结果表明：将集成内嵌管的相变夹层置于墙体与外保温之间具备技术可行性,可大幅提升墙体热工性能;以南墙为例,因墙体引起的热负荷和一次能源消耗分别减少105.5%和14.07%;管间距相比相变层厚度影响更为明显,综合考虑热阻及蓄放热特性,管间距100 mm和相变层厚度30 mm较优;朝向对复合墙体影响较大且北墙提升最为明显,与南墙相比其一次能源消耗和运行费用减少率分别高出20.3和9.0个百分点。研究结果为热激活相变围护结构设计及其在清洁供暖和超低能耗建筑应用中提供了参考。     

微型燃气轮机能源岛系统分析仿真软件-EIS系统

设计和开发了微型燃气轮机能源岛系统分析、仿真软件(EIS)，介绍了该软件的建立和应用特点，重点分析了EIS系统在能源岛系统设计、优化及分析等方面的应用，结果表明，EIS软件在能源岛联供系统开发、预测等方面能够代替中间实验过程，从而达到节省投资、缩短建设周期的目的。     

基于时序建模的仿真系统精度检测方法

系统仿真实验可以用来测试武器系统的性能,为了使得仿真测试正确可靠,需要对仿真的精度进行检测,时间序列建模分析是可行的方法。本文针对飞行模拟器仿真系统进行仿真系统的精度检测,首先对飞行模拟器输入与实际飞行系统相同的控制参数,比较两系统的输出飞行参数值,得到误差序列,然后对误差序列进行时间序列建模,来检测仿真系统的精度并进行稳定性检验。实验表明该方法能够有效判断仿真系统是否符合精度要求。     

静电动态电位模拟测试技术的研究

在非接触式静电电位检测技术的基础上,引入虚拟仪器技术,设计了静电动态电位模拟试验系统,解决了静电电位检测中无法对被测物体静电电位进行实时跟踪测量的难题。并将该系统用于实际静电工程项目,分析了危险品作业过程中,及其他相似作业环境下,静电电位随摩擦时间、摩擦压力、分离速度、摩擦材料、温度、湿度变化的规律;得出在危险品作业的特定环境下,静电电位可能达到的峰值。实验结果如下：1）该系统能根据需要实时记录模拟作业过程中静电电位的变化,进行静电隐患的分析;2）利用此装置进行模拟实验,得出了静电电位影响因素的回归模型和主次顺序,分析了各因素的交互性。     

能量法结合径向条分法求边坡稳定性

采用对数螺旋破坏面,对边坡滑动面及其上部土体进行分析。根据能量守恒原理,假设滑动面上部土体绕极点的虚拟转角位移为dθ,结合径向条分法,建立边坡的稳定性计算模型。基于虚设的转角位移dθ,计算土体重力做功、滑动面抗滑力做功以及条分后滑动块体内部各分界面上由于自适应变形而产生的内部能量耗散,使用强度折减法计算安全系数F_S。通过算例,并与极限分析法的计算结果进行比较,表明能量法与极限分析法的计算结果较为接近,且前者稳定系数更低。对模型中的主要参数进行稳定性计算,分析各参数对边坡稳定性的影响,对边坡的稳定性评估及设计施工有一定的参考价值。     

基态的HCN和HNC分子的势能面

运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311++G**水平上,对基态HCN和HNC分子的结构进行了优化计算,得到HCN分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-C=0.1066 nm、RC-N=0.1149 nm,离解能De=18.88 eV; HNC分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-N=0.09996?nm、RN-C=0.1169?nm,离解能De=18.256?eV,用多体项展式理论推导了基态HCN和HNC分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了基态HCN和HNC分子的结构特征及其势阱深度与位置.     

基于ADV ISOR的混联式混合动力电动车仿真分析

节能环保是当今世界的两大主题,仿真分析可以在制作实车前节约大量的实验成本;建立了在正常的工况下几种不同类型混合动力电动汽车的发动机、蓄电池组和电动机的仿真模型;并对几种不同类型电动汽车的控制策略进行分析,根据仿真结果,选择混联式混合动力电动车进行优化设计;结果表明,混联式电动车达到了低油耗、低排放和节能的目标。