大型射电望远镜天线发展动态及机电耦合应用

射电天文望远镜作为射电天文学中不可或缺的仪器,其平稳运行至关重要.本文首先以引力波的发现、中子星的合并以及首张黑洞照片的拍摄等重大天文发现为切入点,介绍了射电望远镜在射电天文学中的重要性.同时,随着射电天文学步伐的前进,射电望远镜也需要朝着更大的口径和更高的指向精度方向发展,这也使得其中的机电耦合关系愈发紧密.解决射电望远镜的机电耦合问题,发展机电耦合技术也就成为大口径射电望远镜平稳高效运行的关键.为此,本文概述了近10年来已建成并投入使用的射电望远镜,以及在建和将建的射电望远镜的进展,指出了机电耦合技术在射电望远镜设计制造和观测运行中的重要作用.然后,系统性地总结了近年来机电耦合技术在射电望远镜中的发展和应用.最后,基于射电天文学的发展对大口径射电望远镜天线性能提出的苛刻要求,提出未来机电耦合的研究热点.     

风机叶片结冰对其一体化结构动态响应影响的数值分析

基于美国可再生能源实验室的导管架式一体化海上风机模型,将计算流体力学(CFD)方法与风机一体化分析方法进行耦合,研究叶片结冰过程及其结冰后对风机整体动态性能的影响.首先将一体化分析得到的叶片运动姿态输入到CFD中,采用离散多相模型和融化-凝固模型进行三维风机叶片覆冰增长模拟,然后应用k-ε湍流模型计算结冰前后的气动性能,最后将叶片覆冰后的气动载荷结果返回到一体化分析方法中,分析叶片结冰对风机整体响应产生的影响.计算结果表明,叶片沿叶展方向结冰呈线性增加,结冰主要集中在叶片前缘,叶尖处积冰最厚;覆冰后叶片各剖面翼型升力系数降低、阻力系数升高.叶片结冰会降低整机功率、转子的转矩和转速,叶尖和塔顶产生额外振动响应,风机达到额定功率所需风速增大.     

菱形扰流元结构对微通道的流动传热特性研究

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真软件,对菱形扰流元结构与传统微通道进行集成的微通道结构的流动与传热性能进行了系统分析,将三种含有菱形扰流元结构的微通道和普通微通道的传热特性、流动特性以及综合性能进行了比较.结果表明,在设置菱形扰流元的微通道内,随着流体流速的升高...     

基于三端轴式松耦合变压器的无线电能传输系统

松耦合变压器是电磁感应耦合式无线电能传输（inductively coupled power transfer,ICPT）系统中实现电能传输的重要设备。然而,松耦合变压器输出功率小、传输效率低的问题极大限制了其推广应用。本文提出了一种三端轴式松耦合变压器结构,分别针对该新型变压器相邻线圈对同名端同向和反向两种情况建立数学模型;然后对LCC-S补偿方式下基于三端轴式松耦合变压器的ICPT系统存在的频率分裂现象进行分析,通过仿真验证了三端轴式松耦合变压器可通过不同线圈对间的互感来提升系统的传输特性,并对同名端同向和同名端反向两种情况的输出功率和传输效率进行对比;最后通过实物实验证实了基于三端轴式松耦合变压器的ICPT系统能够提高输出功率和传输效率,同名端同向时传输效率较高,提高了16.4%;同名端反向时输出功率较高,提高了33.2%。     

天然气气化炉内介质乙二醇非稳态耦合热流场研究

目的 在天然气工业化应用中,液化天然气的高效气化是关键影响因素,为了在国家能源改革的大背景下,尽可能提升现有气化设备的运行效能,采用 ANSYS Fluent 软件对一种采用乙二醇作为中间载热介质的天然气气化炉内非稳态耦合热流场进行数值模拟。 方法 通过深入研究天然气气化炉传热传质机理,在总结前人研究仅考虑对流换热情况不足的情况下,将辐射换热加以考虑,构建出大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,通过天然气加热、传热流动试验装置,对边界条件进行实验校准,验证数值分析模型的正确性。 结果 中间载热介质为乙二醇的气化炉运行时长达到 2. 0 h 后,传热量趋于稳定,内部热流场不再发生明显扰动,表明气化炉进入稳定运行阶段,此时炉内整体加热效率仅为 87. 35%,其中介质参与性辐射占总传热量的 27. 01%,气化炉底部形了范围较小的低温带,表明该工况下其内部运行存在难以消除的流动死角。 结论 在本文设置的工况下成,大筒体天然气气化炉内部流场分布情况不佳,气化炉的加热效率和启动时间有待进一步优化,炉内主要换热形式仍是自然对流,但不可忽略介质参与性辐射对总传热的贡献。     

大规模复杂换热网络联动进化障碍分析及策略改进

针对启发式算法在优化大规模换热网络时出现优化精细度不足的问题,提出一种以小负荷公用工程为导向的换热单元耦合联动强制进化策略。该策略以小负荷公用工程作为导向,构建具有耦合关系的换热单元环路,并对环路内的换热单元热负荷进行联动调整,同时保持环路外换热单元的热负荷和流股匹配不变。该策略旨在最大程度回收流股的能量,以减少小负荷公用工程使用带来的费用增加。将策略应用于强制进化随机游走算法并对两个算例进行测试,算例H8C7和H10C10的优化结果分别为1495292 $/a和1713637 $/a。与改进前相比,分别降低了7466 $/a和7533 $/a;与文献中最优解相比,分别减少了2033 $/a和1450 $/a,证明了该策略的有效性。     

来信

《世界博览》杂志近日在国家奥林匹克广场举办了名为《流动的世界——纪录中国与世界的融合》的主题展览     

磁通耦合神经元模型的稳定性及Hopf分岔分析

通过磁通耦合的方法将两个磁通神经元耦合, 建立耦合神经元模型. 首先, 利用Routh Hurwitz判据分析平衡点的稳定性, 并计算该模型的唯一平衡点; 其次, 由Hopf分岔定理得到分岔解析解, 并研究模型的分岔方向及分岔周期解的稳定性; 最后, 通过数值仿真模拟模型的动力学行为. 结果表明, 在一定参数范围内, 随着耦合强度的增加, 模型产生亚临界Hopf分岔, 同时出现倒倍周期、 加周期分岔现象和较多的周期窗口, 且增加外界刺激电流可诱导尖峰放电.     

弹载消旋平台双模控制与仿真研究

为了消除弹体转动对惯性平台及天线运动耦合的影响,设计了旋转导弹消旋平台,并将模糊控制器与常规PID相结合,建立消旋平台Fuzzy-PID双模控制仿真模型。采用MATlAB和MATlAB/ADAMS联合仿真方法对消旋平台双模控制系统进行仿真分析。结果表明,Fuzzy-PID双模控制使惯性平台及天线的稳态性能得到明显改善。     

高速磁浮曲线地段简支轨道梁墩体系动力响应仿真

应用桥梁动力学、车辆动力学和电磁相互作用原理建立了高速常导磁浮交通车-梁-墩体系动力分析模型,利用数值积分求解了大规模非线性耦合动力方程.在此基础上结合具体线路条件进行了车线耦合动力学检算,得到了曲线地段车辆及梁墩体系动力响应基本规律.该部分的研究为制订合理的高速磁浮线路设计标准提供了理论依据.