纳秒脉冲气动激励无人机流动控制风洞试验

等离子体流动控制作为一种新型的主动流动控制技术,可显著提升飞行器的气动性能。采用纳秒脉冲气动激励进行了某型无人机流动分离控制实验。实验结果表明:纳秒放电和毫秒放电的激励电压几乎相等,但是纳秒放电产生的电流(30A)比毫秒放电电流(0.1A)大得多;纳秒脉冲气动激励在流场中诱导产生近似向上的冲击波,最大诱导速度不超过0.5m/s;纳秒放电的快速温升效应在静止空气中诱导产生冲击波,冲击波的持续时间约为80μs,传播速度约为380m/s;当激励电压大于一定阈值时,纳秒脉冲气动激励使得该型无人机上表面的流动分离得到抑制,临界失速迎角从20°提升至27°,最大升力系数增大11.24%。探究放电频率对流动控制效果的影响规律,结果表明:最佳激励频率是使得施特劳哈尔数为1的频率值;在附面层流动控制方面,纳秒脉冲气动激励较毫秒脉冲气动激励更加有效;纳秒脉冲等离子体流动控制的主要机制是冲击效应,在高速流动控制中,冲击效应比动力效应更加有效。     

脉冲叠加直流激励辉光放电特性

辉光放电产生的低温等离子体具有广泛的应用前景,日益成为研究热点。本文提出了一种采用脉冲叠加直流的方式来激励辉光放电的实验装置。选取氩气作为反应气体,本实验在低气压下进行,利用参数可调的高频脉冲电源和直流电源进行激励。研究了不同激励方式下击穿电压和电流的变化规律。实验发现：直流辉光放电击穿电压最低,约为380 V,但是在放电过程中放电管发热比较严重;脉冲辉光放电所需击穿电压为450～600 V,但其存在反复击穿;而脉冲叠加直流激励辉光放电则降低了脉冲击穿电压,最低约为400 V,且改善了放电管发热严重的问题。     

等离子体流动控制研究进展

介绍了国内外等离子体流动控制的研究进展,主要包括直流电晕放电、大气压辉光放电、表面介质阻挡放电等离子体流动控制。目前等离子体流动控制通常采用表面放电方式,电场强度低,属于弱电离放电,仍没有突破＂离子风＂技术,诱导的气流速度仅为8m/s,不具有实用价值。一种高压纳秒脉冲放电成为等离子体流动控制研究领域中的一个新的热点研究方向,但是纳秒脉冲作用周期的占空比小,能否用一个小占空比获得一个更高的作用效率是一个值得深入探讨的问题。等离子体流动控制技术要想具有实际应用价值,就必须提高等离子体可控的来流速度到100m/s以上。因此必须从根本上解决等离子体激励器的现存问题,在深化研究等离子体流动控制作用机理的基础上,逐步提高等离子体激励器性能,这也是等离子体流动控制领域急待解决的问题。     

纳秒脉冲放电参数对点火性能的影响

基于定容燃烧弹探究纳秒脉冲放电在不同脉冲电压、不同脉冲间隔下的放电特性,比较不同放电参数对甲烷/空气混合气点火成功率和着火延迟的影响.研究结果表明,减小脉冲间隔,可以合理利用脉冲之间的耦合作用,提高放电能量利用率;增大脉冲电压、脉冲数量和减小脉冲间隔可以扩大甲烷/空气混合气的着火界限;增大脉冲电压和减小脉冲间隔均可以有...     

放电引发的非链式脉冲HF化学激光器

将紫外光预电离横向放电技术用于激励脉冲HF化学激光器,得到了240mJ的脉冲能量,电效率为1.8%,并对相关电参量进行了测量,对气体混合比进行了优化.     

高压脉冲放电等离子体处理有机废水试验研究

采用针-板式高压脉冲放电等离子体反应器处理苯酚有机废水.考察了脉冲电压峰值、电极间距、氧气鼓入量等因素对苯酚去除率的影响.在脉冲电压峰值为25 kV,电极间距为20 mm,氧气鼓入量为150 mL/min,溶液初始pH值为5.5的试验条件下,苯酚废水放电处理60 min的去除率可达96.8%.研究表明,高压脉冲等离子体技术处理有机废水具有良好的应用前景.     

介质层厚度及其表面放电对指纹放电成像质量的影响

根据介质阻挡放电的原理，建立了介质阻挡放电人体指纹图像的提取装置。采用静态指纹提取方法，比较了3种不同厚度(0．1mm、0．2mm、0．3mm)介质层时指纹图像的清晰度。结果表明，随着介质层厚度的增加，放电空间的电场趋于均匀，导致指纹放电强度在空间均匀化，从而使指纹成像的分辨率下降。利用动态指纹提取方法观察到了手指在介质层表面产生的沿面放电现象。实验中观察到，金属圆柱体和长方体之间表面放电的长度是有限的，从而证实发生在纹脊之间的沿面放电并不会对图像分辨率产生较大的影响。研究结果表明，为提高指纹图像的清晰度，采用较薄的介质，使用纳秒脉冲放电技术降低沿面放电的程度，是十分必要的。     

水中脉冲高压放电诱导产生H_2O_2和O_3的研究

采用自制的针一筒电极脉冲高压放电装置进行水中高压放电诱导产生H2O2和O3的实验,研究了电极间距,放电电压,放电时间,放电方式曝气条件等因素对诱导产生H2O2和O3的影响,同时对放电过程能耗及其效率进行了研究.结果表明:电极间距和放电时间对产生H2O2和O2的浓度有较大影响,放电电压和放电方式影响不大.曝气条件下进行高压放电时,水中会产生NO2ˉ,NO2ˉ等阴离子,水体系pH降低,电导率增大.放电过程能量有效利用率为88.3%.     

常压辉光放电的建立及其特性实验研究

常压辉光放电（APGD）是新近发展起来的一种等离子体源,与低气压辉光放电相比更具有工业应用前景,本文详细介绍我们实验室在大气压条件下建立的均匀稳定、介质垒同辉光放电等离子体发生装置,该放电发生采用频率为10kHz和20kHz高压电源、平板电极,民彬覆盖绝缘层,间隙2－3mm,可在多种气体环境下稳定运行,放电电流波形和电压一电荷李萨如图形的测量充分表明它确实是常压下的均匀辉光放电。     

脉冲放电-催化对染料废水脱色的实验研究

采用线板式脉冲放电联合催化剂进行废水中的罗丹明B染料降解研究,在反应器中添加及不添加光催化剂的条件下,分别研究了脉冲电压、线板间距、线线间距、曝气量等影响因素对罗丹明B脱色率的影响,实验并进一步研究了TiO2添加量对脱色率的影响.结果表明,在相同的实验条件下光催化剂的存在能提高脱色率,有效地发挥了TiO2和脉冲放电的联合作用.当脉冲电压为35 kV、线板间距为8 mm、线线间距为5 mm、曝气量为15 L/h、TiO2投放量为1.8 g/L时,放电处理30 min后,罗丹明B脱色率达99.65%.     

不同磁感应强度下的磁流体加速实验研究

利用基于激波风洞的磁流体动力技术实验系统,设计了超声速喷管和分段法拉第型试验段,选用合理的电场及磁场方案,开展了不同磁感应强度下的磁流体加速实验研究.当激波管高压段压力1.2 MPa、低压段压力500 Pa,电容充电电压为400 V时,得到的主要实验结论如下:随着磁感应强度增大,加速通道电极间电压增加,电流降低,单个电极的输入功率降低,负载系数略有降低,电效率略有升高；当磁感应强度分别为0.5T、1T、1.5T时,#10电极处超声速气流的电导率分别约为181S/m、81S/m和50 S/m,利用#20电极开路电压的方法评估出口速度增量分别约为16.1％、14.7％、14.3％.电导率对输入功率的影响较大,提高加速效果需要同时提高气流的电导率和通道的电效率.     

液体电极沿面放电高效灭活大肠杆菌

利用液体电极沿面放电等离子体反应器,对大肠杆菌的灭活效果进行了研究.考察了曝气量、初始含菌量和初始pH值等因素对大肠杆菌的存活细菌群落总数(cfu)的影响.实验结果表明:大肠杆菌的存活细菌群落数随初始含菌量、处理时间的增加而减少.弱碱性条件有利于大肠杆菌的灭活.反应系统中,曝气量对大肠杆菌灭活效果影响很大.在曝气量为4.5 L/min,电源频率7 kHz,电压6 kV条件下,500 mL初始含菌量为107cfu/mL的大肠杆菌菌液,放电处理5 min,可将全部大肠杆菌杀灭.本研究为液体电极沿面放电反应器在细菌灭活方面的应用提供参考.     

不同级联方式的多级沿面介质阻挡等离子体激励器的放电和反推力特性研究

为研究不同级联方式下,多级沿面介质阻挡等离子体激励器的放电和反推力特性的不同,本文基于典型的沿面介质阻挡等离子体激励器结构,开展了单级、两级并联和两级串联激励器在静止大气环境下的放电实验和天平测力实验。实验中,激励器的驱动电压波形为正弦波,频率为1 kHz~3 kHz。通过高压探头和电子天平分别测得激励器工作的电流、电压信号和其产生的反推力,基于Lissajous图分析了激励器的放电功率。最后,从伏安特性、放电功率、反推力和放电辉光等方面对实验结果进行了对比分析,获得以下结论：在同样的驱动电压参数下,两级并联激励器的放电电流、放电功率和反推力均相对最大,两级串联激励器的则相对最小,单级激励器居中。在工作模式方面,两级并联激励器的每级承载电压相同,相互独立,放电同步,但存在逆向放电;两级串联激励器的每级间存在强耦合,承载电压不同,放电不同步,接高压端级放电优先,近接地级放电迟缓,由于等势体的存在,不存在逆向放电。     

滑动弧放电等离子体激励的值班火焰头部放电特性实验

滑动弧放电等离子体在拓宽燃烧室点熄火边界、缩短点火延迟时间、提高燃烧效率等方面具有显著优势。在已有燃油裂解头部的基础上,优化滑动弧放电位置,创新地研制了基于滑动弧放电等离子体激励的燃烧室值班火焰头部,并对其放电特性开展了实验研究,着重分析了不同空气流量和输入电压对电弧动态特性、滑动模式、平均击穿电压、平均功率、平均旋转角速度的影响。结果表明：提出的方案能在文氏管与燃油喷嘴之间形成稳定的旋转滑动弧放电区域,同时存在两种不同的放电模式,即steady arc gliding (A-G) 模式和breakdown gliding (B-G) 模式,受空气流量和输入电压的显著影响,当空气流量小于200 L/min时,在140~240 V的输入电压下,主要以A-G模式放电,随着空气流量的增加向B-G模式发展,而随着输入电压的增加,A-G模式占比逐渐增大;放电平均击穿电压、旋转角速度随着输入电压的增加或空气流量的减小而减小,但平均功率随输入电压的增大而增大。     

基于FPGA并行加速的脉冲神经网络在线学习硬件结构的设计与实现

当前，基于数字电路的脉冲神经网络硬件设计，在学习功能方面的突触并行性不高，导致硬件整体延时较大，在一定程度上限制了脉冲神经网络模型在线学习的速度。针对上述问题，文中提出了一种基于FPGA并行加速的高效脉冲神经网络在线学习硬件结构，通过神经元和突触的双并行设计对模型的训练与推理过程进行加速。首先，设计具有并行脉冲传递功能和并行脉冲时间依赖可塑性学习功能的突触结构；然后，搭建输入编码层和赢家通吃结构的学习层，并优化赢家通吃网络的侧向抑制的实现，形成规模为784～400的脉冲神经网络模型。实验结果表明：在MNIST数据集上，使用该硬件结构的脉冲神经网络模型训练一幅图像需要的时间为1.61 ms、能耗约为3.18 mJ，推理一幅图像需要的时间为1.19 ms、能耗约为2.37 mJ，识别MNIST测试集样本的准确率可达87.51%；在文中设计的硬件框架下，突触并行结构能使训练速度提升38%以上，硬件能耗降低约24.1%，有助于促进边缘智能计算设备及技术的发展。     

高速气流作用下两级飞行器动态分离过程研究

为研究超声速气流对分离过程的影响,开展了两级飞行器高速气流下动态分离过程的数值模拟,建立了高速气流环境下含空气阻力内弹道模型;基于嵌套网格技术,分析了不同高速气流来流速度及攻角下前级的气动与运动特性,得到了前级典型气动参数、动态分离速度及静动态分离速度差异变化规律.结果表明:在本文研究范围内,静动态分离速度差异在不同高速气流来流速度和攻角条件下变化明显.随高速气流来流速度增大,前级分离结束时刻的阻力系数、升力系数和动态分离速度减小,速度差异因子增大;随攻角增大,阻力系数、升力系数和分离速度增大,速度差异因子减小.      

煤矿井下瓦斯抽采PVC管静电场试验

 针对矿井瓦斯抽采在PVC 管壁电荷积聚产生强静电场而导致静电放电的危害,通过搭建塑性管瓦斯流动静电场测试装置,模拟测试瓦斯流动过程中塑性管道的静电场,同时数值计算静电放电有效点火能量。研究结果表明,改变瓦斯流速、管径和瓦斯浓度,PVC 管静电场总体趋势是开始时电场随时间逐渐增大,而后趋于稳定,流动瓦斯与PVC 管壁面摩擦产生电荷积聚而导致的静电场可达20 kV/m 以上。以甲烷的最小点燃能量0.28 mJ 为标准,大多时刻PVC 管静电放电有效点火能量小于0.28mJ,处于安全状态,但某些时刻有效点火能量大于0.28 mJ,使得瓦斯处于爆炸的最小点火能量范围。从试验分析瓦斯抽采PVC 管静电场及有效点火能量,可为矿井瓦斯抽采防静电措施提供科学依据。     

深振荡磁控溅射的脉冲放电特性

深振荡磁控溅射（Deep Oscillation Magnetron Sputtering, DOMS）通过一系列调制的电压微脉冲振荡波形,能够实现完全消除电弧放电和靶材近全离化,实现高密度、低离子能量和高束流密度的等离子体沉积．本文综述了DOMS的技术原理和深振荡脉冲放电特性对等离子体离子种类、离子能量的时空演化过程的影响,结果表明,DOMS脉冲参数对靶离化过程的影响遵循电压-时间演变规律,靶离化过程为随短脉冲电压振荡的阶段性离化．      

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.