摘要：研究了在特定工艺条件下进行高速低功耗集成电路设计的相关问题,包括结构设计、电路设计和工艺角的影响。提出用CMOS逻辑电路完成超高速电路设计的思想,利用CSM 0.35μm CMOS工艺设计完成了速率为3.125Gb/s的4:1复接器芯片。该系统采用树型结构,由两个并行的低速2:1复接单元和一个高速2:1复接单元级联而成。核心电路锁存器在低速单元中用带有电平恢复的4_T电路构成,在高速单元中用动态传输门构成;选择器则用CMOS传输门构成的双路开关实现,每一电路都只用4只晶体管实现。芯片面积为0.39mm^2。芯片测试结果表明:在3.3V电源电压下,芯片核心功耗低于40mW,最高工作速率可达4Gb/s。

摘要：临近空间超高速飞行器在飞行过程中受到外部干扰作用时会出现大迎角飞行姿态,此时需大角度偏转全动平尾进行配平,带来平尾大迎角下的气动弹性问题。采用计算流体力学/计算固体力学/计算热力学(CFD/CSD/CTD)耦合方法分析了一种超高速飞行器全动平尾的气动弹性特性,重点研究了大迎角下平尾的气动响应及结构变形特点。结果表明:各迎角时的气动力曲线均出现波动,随时间变化逐渐衰减至平衡位置。迎角越大,初始振幅越大,气动力系数减小的比例越大,但随时间衰减得越快。平尾存在弯曲/扭转耦合现象,结构变形导致表面压力分布发生变化,使得整体压力减小、升力系数降低,迎角越大现象越明显。平尾最大应力在迎角30°时达1.2 GPa,已达到所用镍合金材料的屈服强度极限。应在结构设计时在翼轴与平尾接触部位附近加强,或在控制方案设计时限制全动平尾的工作角度。结构发生轴向与法向变形,轴向变形主要由气动热引起,法向变形由气动力和气动热共同引起。

摘要：为研究超高速永磁同步电机的电磁性能并兼顾转子动力学特性,建立了考虑电机齿尖效应的精确子区域模型,设计了“圆柱永磁体+合金保护套”和“导磁芯轴+环形永磁体+纤维护套”两种超高速转子。首先推导了开路磁场、电枢反应磁场、负载磁场的解析解。然后基于上述磁场解,求解了诸如齿槽转矩、堵转转矩、电磁转矩和空载反电动势等电机的电磁性能。并以一台8 kW,120000 r/min超高速PMSM为例,进行了算例分析,采用有限元法进行了验证。最后,对两种结构转子进行固有转速有限元对比。结果表明,解析解能与有限元很好地吻合,可以用来预测超高速PMSM的电磁性能。在提供相同励磁磁场时,“圆柱永磁体+合金保护套”转子可以获得更高的固有转速,从而有益于达到超高速。

摘要：为排查超高速转子系统碰摩故障的原因,利用混沌、分岔理论,研究了碰摩转子动力学特性。以实际转子结构为对象,建立物理模型,由拉格朗日(Lagrange)法建立系统动力学方程并数值求解,结合分岔图、轴心轨迹、相图、Poincare映射等手段,考察了碰摩转子的动力学行为及系统参数变化对其动力学特性的影响。研究结果表明:质量盘之间的动力耦合效应较弱,有利于系统稳定性;既定转子结构不致引起高速混沌状态进而导致碰摩。研究内容为探求故障原因提供了依据,所涉及的故障分析方法和过程可作为系列化微型涡喷发动机设计的参考。

摘要：干气密封在高速时优异的动压性能使其应用范围从传统的压缩机、离心机等中高速设备逐渐扩大到航空发动机、(微型)燃气轮机等超高速设备中。基于实际超高速工况特点,对转速范围为10 000~120 000r/min时的干气密封性能进行了系统性仿真计算,结果发现:在一定几何参数和工况参数下,类似于气浮轴承的微振动现象,干气密封会出现疑似受气体压力波动流影响的开启力、泄漏量与转速非正相关变化的扰流现象,尤其在高压、大膜厚、小槽深时的扰流效应愈加显著;在转速持续增大过程中,干气密封微尺度流场会出现二次拐点现象,且一次拐点发生转速与设计参数有关,而二次拐点发生转速基本约为90 000r/min。同时结合导流织构的设计思路,进一步研究了超高速下干气密封槽底导流织构的驱动导流效应,结果表明:加设导流织构后,承载效果明显提高,拐点发生工况延后且压力波动区域被压缩。表明导流织构具有良好的抑制扰流、维持开启力与转速持续正相关的作用,在此基础上,进一步阐释了导流织构的抑扰机制,以期为突破干气密封在超高速工况下的应用壁垒提供新思路。

摘要：以抑制砂轮径向膨胀量、减小砂轮最大和最小平均应力为优化目标,通过建立超高速砂轮基体内部微小单元应力应变与其增量之间的关系,得出了变厚度砂轮基体强度校核的理论公式。采用有限元方法对砂轮基体材料和截形进行了优化设计分析,对超高速情况下砂轮的气动功率及超高速砂轮气流场温度进行了分析,同时考虑节片式砂轮特点,对砂轮节块数量和节块厚度进行了优化分析,研究表明,钛合金双曲线截形基体砂轮在贴片数量及大小一定时对于抑制砂轮膨胀量和平均等效应力有着明显的优势。

摘要：高速碰撞现象的研究,在反弹道导弹技术、陨石撞击下宇宙飞船的防护技术、核反应堆外壳安全防护设计、轻质装甲设计、类地行星表面陨石坑研究、车辆受撞时乘员及货物安全防护、高速撞击下发生热核反应的概念研究、以及高压下材料响应特性等研究中,都做出过重要贡献。对相撞物体动力学过程的完整描述,需要考虑相撞物体的几何构形、弹性、塑性、冲击波传播、流体动力学流动、有限应变及变形、加工硬化、热效应及摩擦效应、材料损伤的引发和传播。

摘要：现代工业测控领域很多应用中需要将高速的数据信号实时地接收进计算机进行处理并存储。设计实现了一种超高速的实时数据采集存储系统,该系统数据传输总速率可高达400Mbps,存储容量可以扩展至500GB以上,并详细讨论了该高速设计中采用的关键技术。

摘要：Internet的飞速发展要求将来的核心路由器具有超高速的转发能力,路由器设计的难点之一就是超高速转发引擎的设计,文章给出了一种超高速转发引擎的并行机制流水线设计方案,并给出了基于该思想的详细实现,测试结果表明依据该方案实现的转发引擎达到了10Gbps的转发处理能力。

摘要：介绍了频域抽取基二快速傅里叶运算的基本原理;讨论了基于FPGA达4 096点的大点数超高速FFT硬件系统设计与实现方法,当多组大点数进行FFT运算时,利用FPGA内部大容量存储资源,采用乒乓结构进行流型运算,提高FFT运算速度,同时保证结果的准确性;对实际硬件进行了FFT运算测试,测试结果证明了系统的可行性和正确性,并且利用该硬件系统成功完成了星载SAR实时成像处理。