摘要：对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路板换热器的热工水力特性计算程序,对其稳态运行时的换热参数进行了分析。结果表明:印刷电路板换热器的通道内超临界CO_(2)的对流换热系数沿流动方向发生显著变化。与设计值相比,分节点计算程序的最大相对误差小于3%,计算精度相比于集总参数方法显著提升,因此有必要采取分节点计算方法以提高计算精度。研究结果可为超临界CO_(2)布雷顿循环系统中印刷电路板换热器的设计和仿真提供参考。

摘要：复合材料圆柱壳质量轻、力学性能好,在水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle, UUV)的耐压壳方面具有广阔的应用前景,掌握其在水压载荷作用下的声振特性对UUV的声隐身设计至关重要。本文基于Flügge圆柱壳理论,采用波传播法,开展了在水压载荷作用下的正交各向异性圆柱壳自由振动研究。运用牛顿迭代法求解水下正交各向异性圆柱壳的特征频率,并通过与COMSOL有限元仿真对比,验证了理论模型的正确性。结果表明,浸没圆柱壳受流固耦合与水压载荷共同作用,特征频率减小,模态振型发生改变。本文还对圆柱壳进行参数化分析,系统研究了薄壁圆柱壳的长径比、厚径比以及材料参数对圆柱壳特征频率的影响规律。本文的研究结果为UUV耐压壳水下声振特性分析提供了理论依据和数据参考,对UUV声隐身设计具有重要意义。

摘要：针对大型双柱上压式快速锻造液压机的组合活动横梁预紧结构及特点,分析了采用整机设计方法来设计活动横梁的不足,通过偏载分析确定了先单独设计活动横梁再设计整机的方法。基于该设计方法,通过分析坯料的锻造过程,建立了以锻压正面体坯料为例的工况分析模型,对比分析了不同工况下的预紧力,确定了快速上行是组合活动横梁拉杆预紧力分析的恶劣工况。建立了恶劣工况下的拉杆预紧力模型,提出了预紧力确定思路。通过有限元分析,验证了组合活动横梁预紧力确定思路的正确性。为大型双柱上压式快速锻造液压机组合活动横梁的预紧力结构设计和理论研究提供了一种可行性的思路和方法。

摘要：随着探测技术的快速发展与作战性能的需求,对雷达隐身技术提出了更高的要求,蜂窝夹层结构作为经典的结构型吸波材料近年来取得了长足的发展,本文旨在综合分析和总结国内外蜂窝夹层结构复合材料在吸波隐身技术领域的特点、研究现状及应用情况,重点探讨了影响蜂窝夹层结构吸波性能的关键因素,包括吸波剂性能、蜂窝结构设计和蒙皮的透波性能等,并就吸波带宽、吸收率等关键指标分析了不同蜂窝夹层结构吸波材料的优缺点。此外,总结了蜂窝夹层结构吸波隐身复合材料目前的发展趋势,归纳了发展现状,并对未来的发展方向进行了展望。

摘要：小型巡飞弹螺旋桨桨叶尺寸较小,桨毂占比较大,螺旋桨性能易受桨毂影响。小型巡飞弹实际飞行螺旋桨转速偏高,航时不够,且螺旋桨风洞试验测试结果、设计计算结果以及实际飞行数据差异较大。针对计算结果不吻合的问题,开展了试验构型的数值模拟,结果表明桨毂产生较大的负拉力和扭矩,是造成螺旋桨效率下降、转速上升的主要原因。根据计算结果,本文给出了巡航工况下桨毂拉力及扭矩的修正公式及螺旋桨优化设计思路。针对试验数据不吻合的问题,设计了巡飞弹推进系统风洞试验,成功解决了来流干扰,获得了准确的测试结果。为了提升螺旋桨效率,根据螺旋桨涡流理论推导了螺旋桨计算模型,以巡航工况效率为优化目标,爬升工况推力及反扭矩为约束条件,利用遗传算法工具箱开展了螺旋桨气动外形优化设计,并通过推进系统风洞试验进行了验证。试验结果表明优化设计有效,巡飞工况下螺旋桨效率提升了17.2%。

摘要：在微波离子推力器的磁场结构设计中,一般认为增大磁镜区的面积能够约束更多电子,有利于提高能量利用率;减小发散区面积能够减少电子在壁面的损失,有利于降低放电损耗.随着一体化仿真研究深入,发现利用Child-Langmuir鞘层的特性可约束电子,使其在鞘层与磁镜间往复运动获能.对此,本文设计了适用于1 cm磁阵列微波离子推力器的磁场结构,并对其初始放电和束流引出过程进行了一体化仿真,对比阐明了电子在磁场发散区受Child-Langmuir鞘层、天线表面鞘层和磁镜共同约束下的获能模式.该获能模式可提升磁场发散区的电子温度,促进电离,提升栅极前等离子体密度,进而提升束流密度.仿真结果表明,在氙气流量0.3 sccm(1 sccm=1 mL/min),微波功率为1 W,栅极电压φ_(sc)/φ_(ac)=300 V/–50 V条件下,磁阵列微波离子推力器的电流密度较2 cm微波离子推力器提升57.9%.本文从理论上对磁场发散区电子加热模式进行了验证,研究结果将为微波离子推力器优化设计提供理论依据,促进微波离子推力器性能提升.

摘要：在微波成像诊断准光学设计中对等离子体介质对成像位置的影响进行了研究.采用射线追踪方法,在 J-TEXT 实验参数条件下,基于冷等离子体近似的色散关系,求解了电子回旋辐射成像(ECEI)诊断的极向成像位置.对比分析了射线追踪相较于传统准光学成像的成像位置的修正效果,发现聚焦位置位于高场侧和高密度等离子体情况下,实际观测位置与准光学设计位置有较大偏差.该修正提高了诊断数据测量的可靠性,优化了微波诊断信号分析.

摘要：随着深海养殖技术的发展和应用,补给船旁靠养殖工船进行补给作业受到越来越多的关注。针对海上单点单锚形式的养殖工船设计一种旁靠补给作业系统,建立水动力耦合模型,基于多浮体水动力学和全耦合时域法研究其水动力性能。研究表明:由于两船存在一定尺度差,波浪入射方向对补给船运动响应有一定影响,补给船在旁靠作业时有艉离的趋势。研究结果为实际工程提供设计理论依据。

摘要：自然界的许多活性物质都处在复杂的环境中,例如动物群体穿过丛林、微生物在土壤中迁移、细菌被设计用于感知肿瘤的多孔环境等.活性物质在复杂环境中的行为是一个值得探究的课题,在生物物理、医疗工程、工业领域具有可观的应用意义.本文用活性哑铃代表细菌等具有形状各向异性的活性物质,采用郎之万动力学模拟,研究它们渗透有限多孔介质的行为.研究发现在低温和适当的活性力下,活性哑铃能在介质内外聚集并形成4种稳定的聚集结构.4种聚集结构分别是中空巨聚集、介质内中空聚集、密实、巨聚集、介质内密实聚集.定向运动的持久性决定了活性哑铃的聚集程度.4种聚集结构的密度、极性序参量、热力学温度在介质内外的分布有明显的区别,本研究结果有助于进一步理解活性物质在复杂环境中的生命活动,为微流器件的设计、药物的输运等医学操作提供新的思路.

摘要：井口吸力桩表层建井技术在天然气水合物开采、边际油田开发、军事航道区水下开发等领域具有良好应用前景,但在井口吸力桩安装过程中存在贯入不到位导致水下井口出泥过高引发钻井工况复杂载荷下水下井口失稳难题,有必要开展极限贯入深度研究。基于井口吸力桩贯入阶段力学模型,考虑沉贯阻力和极限吸力,建立了井口吸力桩极限贯入深度模型。结合南海西部X井位工程实例,开展了井口吸力桩表层建井设计,计算了直径为6 m的井口吸力桩贯入过程中的阻力,给出了井口吸力桩极限吸力设计参数。计算结果表明:在南海西部X井位安装井口吸力桩,其极限吸力的主要限制因素为临界吸力和水泵吸力;极限贯入深度主要受土质类型和强度、临界吸力的影响,强度高和渗透性好的土体会导致极限贯入深度减小;X井位井口吸力桩极限贯入深度为26.75 m。本文极限贯入深度的计算分析可为井口吸力桩的设计和现场施工提供技术参考。