Ar-MIP在石英管内传热与流动特征研究

本文利用有限元方法建立了大气压下微波氩等离子体(Ar-MIP)三维模型,数值仿真了氩等离子体在不同时刻的温度、压强、速度等参数的空间分布情况,分析了这些参数的相互影响,探究微波等离子体流动瞬态特征.研究结果表明:等离子体气体温度随着时间增加而增加,其高温分布呈现空间不均匀,导致气压的局部变化,影响了流体的流速和流向,形成热流绕热现象,这是导致炬管内高温区域流体速度减缓的主要原因.     

等效电离参数对110GHz高功率微波放电离子体的影响

用流体模型研究110 GHz高功率微波气体击穿时,电离参数对放电等离子体结构具有重要的影响.将若干等效电离参数表达式引入流体模型,对110 GHz高功率微波诱使的空气击穿进行了数值模拟,发现由Morrow等人提出的表达式更加合理.基于Morrow等人报道的参数,发现在一个大气压下,放电等离子体在空间呈现离散分布,相邻等离子体细丝的间距约等于四分之一波长,等离子体前沿朝向微波源移动,其速度与实验符合得很好.     

空气—氩ICP光源光谱分析性能的研究——Ⅰ 检出限与分析条件的选择

基于两个目的,我们对空气—氩ICP(电感耦合等离子体)光源的光谱分析性能进行了研究。其一是空气—氩ICP与纯氩ICP相较可以大大节省光谱分析实验的费用;其二是通过对空气—氩ICP与纯氩ICP光源光谱性能的比校研究可以进一步探讨元素在ICP焰矩中的激发机制。有关空气—氩ICP做为发射光谱光源的报导目前还很少见。Barnes在一     

电感耦合等离子体光谱法测定硅烷偶联剂中硫含量

研究了用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP AES)测定SD40硅烷偶联剂中的硫含量。实验结果表明,测量的精密<0 5%,用ICP AES法测定结果与按BaSO4重量法测定结果对照,结果一致。     

在非黏性流体域中微悬臂梁振动的建模与仿真

借用欧拉-伯努利梁理论推导并计算出微悬臂梁在真空中的共振频率，根据非黏性理论经典模型分别计算出微悬臂梁在不同密度的流体中的共振频率.然后在有限元软件ANSYS(16.0)仿真环境下，采用solid45-fluid30和shell63-fluid30两种单元组合建立微悬臂梁在流体域中的三维模型并进行模态分析.最后将仿真结果与相关研究者已发表的实验与理论数据进行对比，在此基础上通过实验来验证新型有限元模型的正确性.通过有限元和实验的方法进一步验证了非黏性流体的密度是影响微悬臂梁共振频率变化的主要因素.     

大型商船分离型轮机仿真实验平台的设计

针对现有轮机仿真系统数据封闭、UI与模型耦合性强、模型利用率低的缺点,基于软件工程中的软件架构设计思想,采用UML建模、数学建模、计算机仿真、计算机通信、智能控制等理论与技术设计分离型轮机仿真实验平台.平台在机舱监测报警系统和三维虚拟机舱中得到应用.应用结果表明,仿真平台具有数据透明、数据点丰富、仿真模型可多次利用的优点.仿真平台可以在实验室环境下代替实船机舱所产生的数据,为船舶智能化、无人化研究提供了基础实验平台.     

模拟计算漂移速度线形对弱耦合超晶格纵向输运的影响

结合宏观和微观模型,分别模拟计算有效漂移速度V(f)线形对GaAs AlAs掺杂弱耦合窄垒和宽垒超晶格纵向输运的影响.U-I关系的第一平台的计算结果显示出与超晶格周期数相同的锯齿分支.计算结果还表明宽垒样品U-I关系的第一平台的宽度随流体静压(大于临界压力)的增加而明显变小,而窄垒样品U-I关系的第一平台的宽度则不随流体静压(大于临界压力)的增加而变化.计算结果与实验数据基本吻合.     

锥齿形电极介质阻挡放电特性的研究

提出一种用于流体等离子体化学反应的锥齿形介质阻挡放电电极结构,并从放电形貌、放电电流波形和功率注入效率等方面,探讨了锥齿形放电电极结构在等离子体形成区域,放电强度,等离子体区域流体分布等方面的特性.实验结果表明,在相同放电条件下,锥齿形放电电极结构的微放电电流峰值及注入功率都比平板形电极结构的大,锥齿形电极介质阻挡放电电极结构更有利于流体物质的等离子体化学反应.     

基于VC和Simulink的电力电子仿真实验平台设计

对单纯用高级语言编程完成仿真平台设计,编程复杂,开发周期长,而仅仅利用Matlab环境构建仿真平台,其界面功能有很大局限性的问题,提出VC程序与Matlab环境一起构成"以电力电子器件和变换器仿真模型为对象的软件实验平台".该实验平台通过Visual C 6.0编程,将软件界面与Simulink仿真模型整合在一起,通过Matlab引擎对Simulink仿真模型进行控制,对整流、逆变等多种典型的电力电子器件和变换器进行仿真非常方便.可任意添加新仿真模型扩充仿真内容,也可通过设置或修改参数观察参数变化对仿真结果的影响,具有动态仿真效果,为研究电力电子器件和变换器的工作特性提供了有力支持.实验平台为电力电子系统的设计与实现提供了新的思路和方法,可有效缩短系统开发周期.     

阵列式等离子体射流特性的研究

研究了大气压下阵列式等离子体射流特性,以实现和完善大气压下大面积的低温等离子体灭菌技术.采用MAXWELL 3D软件仿真及实验的手段,研究相关因素对各种阵列式等离子体射流特性的影响.包括在单管等离子体喷射中的一些基本影响因素(电压、气体流速等)和阵列式等离子体喷射实验中所特有的一些因素(气流均匀度、电极单元间距及电极布置方式).实验在大气压氦气环境下进行,然后通过专门研发的高频高压等离子体放电电源进行了介质阻挡放电.实验结果实现了大气压下阵列式等离子体喷射,证明了通过阵列式等离子体喷射方式来实现大面积等离子体灭菌技术的可行性.除此之外还得出了各种相关因素对阵列式等离子体射流特性的具体影响,用以完善阵列式等离子体射流技术,进行更大面积的灭菌处理.     

基于dSPACE的横向磁通永磁电机控制

在MATLAB/Simulink中,根据模块化建模思想,搭建了横向磁通永磁电机(TFPMM)控制系统的仿真模型,并进行离线仿真.以dSPACE替代常见的单片机,DSP作为处理器核心,并与Simulink进行无缝连接,构建TFPMM驱动控制系统实验平台.对TFPMM控制算法进行在线分析、调试和验证.研究结果表明:该实验平台可靠,可为今后解决更加复杂的控制算法提供基础.     

计算机图形学可视化教学综合实验平台开发

为解决"计算机图形学"课堂教学中偏理论、低效率、不直观等问题,以课程中直线拟合、网格模型分割及3D点云数据自动配准等关键知识点为例,开发了"直线拟合、网格模型分割及3D点云数据自动配准综合实验平台V1. 0"。利用该实验平台可以直观互动地掌握最小二乘拟合、三维空间变换、网格模型法向量分析和ICP点云配准等算法原理。在辅助课堂教学的同时,该实验平台还在大学生创新性实验计划项目、大学生科技创新竞赛中发挥作用。     

汽车ESP实验系统及其硬件在环仿真研究

研究了ESP(电子稳定系统)实验系统和实验方法,构建了一种基于Matlab/Simulink人机实时交互的ESP硬件在环仿真平台,并通过蛇形穿杆实验对实车和模型的性能进行了比较,结果表明了该仿真平台的合理性、有效性和实时性,为汽车ESP产品的开发提供了有效手段.     

土壤中无机元素检测技术虚拟仿真实验设计

基于研究生实验教学改革需求,针对土壤中无机元素检测实验项目开展过程中的难题,进行虚拟仿真实验软件开发研究.对虚拟仿真软件开发的内容、模型、功能等进行设计,旨在通过动态模型实时地模拟真实的实验现象与过程,实现实验教学效果的强化.为以大型仪器为主的虚拟仿真实验项目建设提供参考,同时,为环境类专业开展土壤样品中成分分析、电感耦合等离子体发射光谱仪的独立操作等实训工作提供辅助支撑.     

面向流体机械仿真的层次化并行计算模型

随着流体机械基础并行算法的发展,传统的单核处理器已经不能很好地满足先进流体机械研发的技术需求,为此本文深入研究了流体机械的物理模型以及高性能计算机架构特点,设计并实现了能够充分表达物理模型并行性的高效的面向流体机械仿真的层次化并行计算模型(HP2H)。HP2H模型充分考虑流体机械的多层几何结构以及高性能计算机的多层逻辑架构,深入挖掘计算平台、计算模型以及物理模型的并行性,实现从物理模型到计算资源的高效任务映射。依据具体的轴流压气机转子数值模拟的实际应用背景,结合粗粒度并行和细粒度并行对模型进行实现。对HP2H计算模型进行了功能测试和性能测试,当计算核心从36核提升到432核时,计算性能提升约12倍,并行效率达到了100%。实验结果表明,HP2H计算模型不但在正确地对流体机械进行数值模拟的前提下实现了较好的计算性能,并且由于HP2H计算模型结合了粗粒度并行与细粒度并行,因而可以在不同的计算平台上运行,还可以便捷地实现计算规模的扩展,具有良好的可移植性与可扩展性。     

染料旋涂工艺中的挥发和流动

染料旋涂是高密度可录光盘复制工艺中的核心部分,其流体流动的力学机制分析属于旋转圆盘系统理论的最新进展,文中分析了染料旋涂中复合溶剂的挥发对流体流动的影响.利用牛顿流体旋涂模型和旋涂溶剂挥发模型进行仿真实验,并对过渡点位置进行修正.依托实际光盘复制生产线进行离线旋涂实验.根据仿真实验和生产线旋涂实验提出染料旋涂的工艺模型 无溶剂挥发、无流体流动的下料阶段; 无溶剂挥发、有流体流动的扩散阶段; 有溶剂挥发、无流体流动的甩干阶段.利用工艺模型优化染料旋涂工艺,实现生产线的闭环控制.     

压缩流动理想磁流体力学方程组的桕努利积分和拉格朗日积分

导电流体(包括等离子体流体模型)在磁场中运动时,流体中将出现感应电场,产生感应电流。一方面这种电流与磁场相互作用,产生附加的机械力,影响流体的运动;另一方面流体的运动又引起原磁场的变化。由于导电流体和磁场的这种相互作用,使得它的运动情况比一般流体的运动要复杂得多。描述这些相互作用的基本方程是(不计粘滞力和外力,略去位移电流):     

等离子体螺旋天线的特性分析

提出了一种工作在超高频(Ultra High Frequency, UHF)的理想等离子体螺旋天线.通过数值仿真,研究了等离子体天线辐射特性与等离子材料参数之间的关系. 仿真结果表明,当满足等离子体频率大于约10倍工作频率和碰撞频率小于等离子体频率的条件时,等离子体天线具有与金属天线相似的辐射特性. 此外,两者的相似程度与等离子体频率成正比,与碰撞频率成反比.     

多旋翼无人机遥操机械臂多功能仿真实验平台的设计与实现

为提高无人机遥操抓取的稳定性,需设计和验证无人机空中遥操控制算法.建立空中遥操机械臂整体动力学模型,基于Virtual Robot Experimentation Platform (V-REP)软件的二次开发,实现对机器人系统的动力学精确描述和可视化仿真.在此基础上,提出基于质心采集和运动学逆解的无人机增稳-抓取算法,开发多功能仿真实验平台.研究结果表明:所建立的仿真实验平台为无人机的遥操抓取提供了新的解决方案.     

等离子激励器对静止空气的诱导作用

对等离子体发生器对静止空气诱导加速作用进行了数值模拟,并与Notre Dame大学的相关实验结果进行了比较,二者符合良好.研究结果表明,等离子体发生器对静止空气有诱导加速作用,激励强度、等离子体发生器尺寸等对流体的诱导有较大影响.该研究成果可用于飞行器的减阻增速、流动分离控制及推力矢量控制等.