摘要：部分相干理论的引入丰富了光学成像分辨领域的研究,相较于理想情况下的完全相干和完全非相干光照明两点成像系统,部分相干成像系统的分辨率显著提升。本文设计了部分相干光照明两点成像系统,建立像面光强分布的数学模型,利用MATLAB仿真模拟不同空间相干性光源产生的辐射特性和两点间距对成像分辨的影响;并给出部分相干成像系统分辨极限的判定方法:当且仅当像面光强分布的峰值和谷值相等时可判定两点光源恰可分辨;以及不同相干度的光源照明成像系统分辨率的计算方法和差异。同时设计并搭建实验平台,实验结果验证了相干度分别为0、0.9和1.0时,成像分辨极限分别为1.0 mm、1.4 mm和1.5 mm,误差范围小于5%,说明实验结果与理论结果吻合。

摘要：分析了磁共振图像导航微创外科手术环境对机器人的要求,提出了磁共振图像导航机器人必须满足的结构和磁共振兼容性方面的特殊要求.探讨了MRI导航机器人的构型设计及结构优化设计问题,实现了机器人结构兼容性设计.将机器人部件进行分类,并设计了相应的磁共振兼容测试方法.通过在各部件兼容性测试中对水模信噪比的测试,实现了机器人磁共振兼容性.

摘要：本文介绍的工程项目在于研发一种激光技术来清除大面积海域和其他水面存在的油膜污染物。针对海面严重污染问题,研究了基于喷气发动机的可移动气动CO2激光器(100～250kW)的设计方案及其在清除水面污染时的工程实现。提出的技术方案意在有效弥补传统的海面油膜处理方法只可处理块状油层而无法消除100μm厚油膜的弊病。文中介绍了可移动气动CO2激光器的设计机理,研究了可执行该项工作的不同类型的激光器,证明了选用可移动气动CO2激光器执行该项工作的合理性。考虑了激光器系统的供气方案,选择了高质量的喷气发动机作气动CO2激光器的动力设备并设置了该设备工作时需要的容量。最后,描述了该激光系统气动液压设备的设计方案,给出了相关设备、油箱、和操作控制单元的结构。目前,作者已经完成了用于处理水面油膜的气动CO2激光器的概念设计,并制备了相应的激光系统。另外,研制了气动CO2激光器系统的工作平台,通过用激光束扫描石油膜覆盖的水面,实验验证了利用该系统收集油膜和令油膜有效燃烧的可行性。

摘要：通过分析复杂产品在协同设计中面临的问题和高层体系结构(High level architecture,HLA)在工程协同设计领域的应用,实现对协同设计过程中用户间的互操作性、数据一致性和并发操作的管理,建立一种基于HLA的联邦式实时协同设计系统体系结构,定义三类具有不同权限和职能的联邦成员:设计邦员、管理邦员和监测邦员。在系统框架的基础上,基于HLA的时间管理服务给出协同设计过程中各邦员的时间管理策略和时间推进机制,并通过对设计邦员的操作命令进行分类和设置事件逻辑计数器,实现邦员间的互操作和设计邦员的动态注册,保证邦员操作事件的时序化和数据的一致性。同时,利用邦员的项目权限和所有权管理服务实现发言权控制,避免并发操作的发生。最后,以船舶为例给出原型系统具体应用方案。

摘要：为提高焊接数值模拟中网格重划分法的计算效率和精度,对重划分区域的大小和细密网格尺寸这两个关键因素展开研究.以典型的平板焊接为例,通过数值模拟分别讨论了细密网格尺寸、区域宽度和区域长度三个变量对计算效率和精度的影响,归纳了三个变量最优取值的经验公式.研究结果表明:在保持一定精度前提下,使用最优划分的计算效率比不采用重划分的传统数值模拟效率可提高61%,可以为其他动载荷作用下的大型结构局部非线性响应分析提供参考.

摘要：针对超空泡水下航行体机动很难控制的问题,通过对滑水力、尾翼受力的分析,完善了超空泡航行体模型,使用反馈精确线性化方法对非线性系统模型进行线性化处理,使用多输入多输出极点配置法为航行体设计控制器,采用空化器和尾翼分段延时控制的方法,对超空泡航行体在纵平面内的航行深度进行控制.仿真证明,改进的水下超空泡航行体的模型符合实际运动规律,设计的控制器能够在纵平面内实现对水下超空泡航行体机动运动的稳定控制.

摘要：针对目前主动液压滤波器体积大、结构复杂等问题,提出了一种占用空间小、结构简单的新型主动液压滤波器.采用计算流体动力学在时域内对滤波器所载流体域进行了压力分布计算,分别对三组可控参数激励位移幅值D m及频率f m作用下的流体域进行分析,通过比较分析发现,D m和f m的选择决定着该液压滤波器性能的优劣,如果二者与原始非定常流幅频特性匹配较好,则该液压滤波器滤波效果良好,反之,会使系统压力脉动变的极不稳定,这与波的干涉原理相互吻合.算例计算结果表明,当激励频率与初始非定常流频率重合达525Hz,且激励幅值达0.05mm时,系统的压力脉动峰峰值可从2.26MPa降到0.25MPa,即脉动从±5.38%降至±0.6%,说明了该主动液压滤波器的有效性.

摘要：超空泡运动体的动力屈曲失稳具有隐蔽性、突发性和危险性,因而必须研究清楚运动体的失稳区域边界及失稳振幅.将超空泡运动体模拟成受轴向周期载荷作用的细长圆柱薄壳,给出非线性几何方程、物理方程和平衡方程,建立细长圆柱薄壳带有非线性项的动力屈曲微分方程组;依据非线性项的形式,给出合理的非线性位移表达式,得到具有周期性系数的非线性横向振动微分方程;采用伽辽金变分法和和鲍洛金方法,获得带有周期性系数和非线性项的马奇耶方程;求解非线性马奇耶方程,得到第一、第二阶不稳定区域内的定态振动振幅的解析表达式;绘制超空泡运动体的非线性参数共振曲线,分析航行速度、载荷比例系数、轴向载荷频率和振型对参数共振曲线的影响.以上研究为建立基于参数共振的圆柱薄壳动力失稳的可靠性分析及基于参数共振可靠性的结构动力优化设计的奠定了理论基础.

摘要：主要介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计.在踝关节和髋关节处,采用了一种新型多自由度正交关节设计,使得机器人结构紧凑,提高了步态规划的精度.利用两足步行椅机器人动力学模型,分析了各关节的驱动力矩,以此确定了驱动电机的功率.在髋关节和座椅之间设计了减震系统,并建立了减震系统模型,分析了减震系统对于步态稳定性的作用.最后,为保证乘坐者的安全,从机构的角度设计了机械式保护装置.

摘要：针对目前海洋模式开发存在的移植、更新和相同功能代码重用困难的问题，对海洋模式的功能分解及组件化封装进行了研究，设计了一套基于地球系统建模框架（ESMF）的组件化与并行化方法，并将其应用在并行海洋模式POP上，构建了一种新的组件化海洋模式。对新模式的测试结果表明，上述方法能在保证模式正确性的基础上实现模式的可复用性与可维护性，并且能在一定程度上提高模式的运行效率。