基于圆弧斜缝处理机匣的压气机叶顶泄漏流实验和数值研究

为研究处理机匣对压气机总体性能、叶顶流动非定常性以及旋转不稳定性的影响,基于圆弧斜缝处理机匣对一台单级低速轴流压气机叶顶泄漏流进行被动控制.通过实验对不同工况下的叶顶脉动压力进行频谱分析,并对比机匣处理前后压气机性能以及转子叶顶区域流场特性的变化.结果表明:圆弧斜缝处理机匣能够使压气机获得6.8%的失速裕度提升量,抑制旋转不稳定性现象对应的频谱上的宽频带凸起,推迟泄漏涡的起始位置,进而消除了跨越相邻叶片周向传播的流动现象.斜缝内形成的回流能够抽吸低速流体,减少流道堵塞,改善叶顶的通流能力.     

针板电极作用下液体界面不稳定性分析

以去离子水为离散相液体,生物柴油为连续相液体,根据界面应力平衡,建立了针板电极作用下离散相液体的色散方程,分析了支配离散相液体变形破碎的界面波特性.采用显微高速摄像技术,对荷电去离子水在生物柴油中的界面形态变化进行了可视化研究,将去离子水在生物柴油中的破碎模式分为滴状模式、摆动滴状模式及锥-摆动射流模式.试验观察了不同模式中的界面波特征,结果表明:滴状模式下仅有轴对称界面波存在;在摆动滴状模式、锥-摆动射流模式中,轴对称界面波与非轴对称界面波共存;随着荷电电压的增大,轴对称界面波与非轴对称界面波的最优波数均增加;轴对称界面波的最优波数大于非轴对称界面波,但其增长倍率小于非轴对称界面波.     

双频Buck变换器的非线性现象仿真研究

根据高、低频单元动力学行为特点,把双频Buck变换器系统的快标不稳定性分析问题解耦为两个单频Buck系统的快标不稳定性分析问题,提出了一类改进的数据采样建模方法,构建了高频部分的频闪映射模型。基于该模型使用一种非数值方法求解出不动点处的雅可比矩阵并讨论了电路参数变化对系统稳定性的影响。此外,揭示了低频网络部分存在的非线性现象,给出了低频网络稳定运行的必要条件。数值仿真结果证实理论分析中的结论,有效地阐释了双频Buck变换器系统的快标不稳定性现象,为其稳定、优化运行提供了理论依据。     

原位观察电子束辐照下双壁碳纳米管的不稳定性

室温下利用高分辨透射电子显微镜原位观察了两端固定和一端固定、另一端自由的双壁碳纳米管在电子束辐照下的结构不稳定性.实验发现,在相同辐照条件下,两端固定的双壁碳纳米管首先径向持续均匀收缩,然后局部颈缩,最后在颈缩处断裂;一端固定、另一端自由的双壁碳纳米管轴向长度持续快速缩小,而径向收缩相对缓慢.我们利用最近提出的表面纳米曲率效应和能量束诱导非热激活效应基础上新发展的碳原子"融蒸"和"扩散"机制,对上述电子束辐照下双壁碳纳米管结构不稳定现象进行了全新、合理的解释.     

光纤中的调制不稳定性分析

利用时间相关的变分法对光纤光学系统中平面波调制的不稳定性进行研究,在拉格朗日变分的框架下推导出相位与振幅的演化方程,进而对线性化扰动方程的解进行了数值模拟,得出调制不稳定性下扰动功率随传输距离的变化关系     

基于Lyapunov范数的发展算子一致指数不稳定性的刻画

利用Lyapunov范数给出了Banach空间中发展算子的一致指数不稳定性的Datko型特征. 所得结果推广了稳定性理论中的已有结果.     

基于多级前瞻式仿真的公交串车防治方法

公交串车是高频公交线路上常见的系统运行失效现象。由站间行程时间和站点停留时间不确定性引起的串车现象集中体现了公交系统的不稳定性。为了防治公交串车,提出了一类将公交车在站点滞留适当时间的控制方法。新方法基于公交线路仿真系统中多级前瞻式控制行为的演化来确定最佳控制行为。为了合理度量线路运行稳定性,并建立有效的控制行为代价函数,分别定义期望系统车头时距和动态环线车头时距。给出了利用滚动时域法将实地数据用于估计路段行程时间和站点乘客登车时间期望与方差的具体方法。数值算例验证了上述串车防治方法和控制行为代价函数的有效性。研究表明新方法不仅可以有效防止高频线路上串车现象的发生,也可有效减少乘客的平均候车时间。     

气体旋转运动对类反对称模式下环膜液体射流破碎尺度的影响

利用线性不稳定性理论研究了气体介质旋转运动对类反对称模式下黏性环膜射流破碎不稳定性的影响.通过对描述黏性环膜射流不稳定性色散方程的推导和数值求解,研究了气体介质的旋转运动对环膜射流破碎尺度模式的影响.研究表明,对于类反对称模式的液体环膜射流,内气体介质的旋转运动对射流的不稳定性有极强的促进作用.能使射流迅速从大尺度破碎模式转换为小尺度破碎模式;外气体介质的旋转运动是环膜射流破碎的促稳因素.不能改变环膜射流的破碎尺度模式.研究结果证明了类反对称模式主要与环膜射流的内气.液界面相关联.在此条件下,内气体介质的失稳作用控制射流的破碎尺度特征,而外气体介质的促稳作用在"穿透"液体射流后被大大衰减.     

空间飞行器远尾区场和密度空腔的数值模拟

利用Fou ri er变换方法,研究了空间飞行器远尾区等离子体与场之间的非稳态非线性相互作用,得到了一组祸合方程O并对方程进行数值求解,计算中采用FT CS有限差分法,考虑到场量具有轴对称的特点,采用二维三分量的初始条件,获取了场和密度扰动的分布O结果表明:在飞行器远尾区,由于等离子体的调制不稳定性,导致密度空腔和电磁孤波。     

可压缩气体中的三维粘性液体空心柱射流稳定性分析

针对可压缩气体介质中的空心圆柱形粘性液体射流建立了三维模型,并对射流的空间稳定性进行了分析.影响扰动增长率的无量纲参数有Reynolds数、Weber数、气液密度比、气体介质相对于射流运动参考系的Mach数及空心柱内半径与液膜厚度比.Reynolds数在液体射流雾化过程中始终起着不稳定性的作用,但它对不稳定扰动波波数的范围没有影响.扰动增长率及不稳定扰动波波数的范围均随Weber数的增加明显增大.气液密度比在液体射流雾化过程中具有加速射流雾化的作用.气体介质相对于射流运动参考系的Mach数对射流雾化过程具有不稳定性的作用,也就是说气体的可压缩性在液体射流雾化过程中具有不稳定性的作用,它的增加会促进雾化过程的进行.当空心柱内半径与液膜厚度比较小时,它在雾化过程中具有不稳定性的作用,反之则具有稳定性的作用.