简介:目的:1.比较并改善翼型参数化方法,获得设计变量少、拟合精度高的参数化方法;2.在参数化的基础上利用数值模拟的方法获取翼型流场参数,优化并获得特定条件下升阻比最大的翼型。创新点:1.通过与多项式拟合方法的对比证明了类别/形状函数转换(CST)法在翼型拟合方面的优越性,并通过调整控制点分布,在不增加设计变量的基础上改善了CST方法;2.通过建立响应面模型,利用多岛遗传算法与非线性序列二次规划法相结合的方式获得了更好的翼型优化效果。方法:1.利用修饰后的CST法对翼型进行参数化拟合与设计,并通过与二项式拟合法比较来验证其优越性;2.通过数值方法对翼型周围流场进行计算并与实验结果对比,获得精确计算气动参数的仿真条件;3.通过拉丁超立方采样获得设计变量,建立设计变量与翼型升阻比之间的响应面模型,通过多岛遗传算法与非线性序列二次规划法的结合和优化,得到一定条件下升阻比最大的翼型。结论:1.CST法是一种优秀的参数化方法,本文的优化改善了形状函数控制点选取法则,使其对翼型头部和尾部的描述更加精确;与多项式相比,CST法可以通过更少的设计变量得到更高的拟合精度。2.基于多岛遗传算法的非线性序列二次规划法在本文中用以优化翼型使其具有更高升阻比。优化前后翼型的比较显示,两种优化方法的结合可以得到比单独使用各优化方法更好的结果。
简介:以“闪光二号”加速器硬X射线为辐照源,对腔体内系统电磁脉冲(systemgeneratedelectromagneticpulse,SGEMP)磁场环境的验证方法进行了研究。根据测量的“闪光二号”二极管的电压、电流,模拟了发射电子束能谱参数;结合辐射靶物理设计,建立了二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,模拟了轫致辐射X射线场参数;采用时域有限差分(finitedifferencetimedomainmethod,FDTD)和粒子模拟(particleincell,PIC)方法,模拟了该射线环境中的腔体SGEMP磁场环境;将轫致辐射X射线参数及腔体SGEMP磁场环境的模拟结果与实验结果进行了比较。结果表明:从X射线源参数模拟开始的腔体内SGEMP数值模拟计算模型的实验验证方法是合理可行的。
简介:目的:开口圆柱壳作为板壳组合结构的组成部分被广泛应用于工程实践中。本文探讨开口圆柱壳结构参数(长度、半径、厚度和夹角等)和边界条件对其振动特性的影响,这对工程结构的减振设计具有重要意义。通过推导开口圆柱壳的解析解及其求解过程,建立加筋开口圆柱壳和板-壳耦合模型振动分析的理论基础。创新点:1.推导行波与驻波结合形式的解析解;2.建立回传射线矩阵法分析开口圆柱壳结构振动的流程;3.分析得到大模态数下开口圆柱壳固有频率随壳厚线性变化;直边简支时,曲边边界条件对固有频率影响不大。方法:1.基于Donnell-Mushtari-Vlasov(DMV)薄壳理论,推导两对边简支的开口圆柱壳行波与驻波结合形式的解析解;2.基于回传射线矩阵法原理,推导出开口圆柱壳的固有频率方程;3.采用黄金分割法求解开口圆柱壳的固有频率方程,得到精确的固有频率;4.分析开口圆柱壳不同结构参数和边界条件对固有频率的影响。结论:1.回传射线矩阵法适用于开口圆柱壳的振动分析且具有很高的精度;2.开口圆柱壳的固有频率随其长度的增加而减小;3.对于绝大部分模态数,开口圆柱壳的固有频率随其半径的增加而减小;4.开口圆柱壳的固有频率随壳厚的增加而增加,当周向模态数n=1和2时,不同壳厚的开口圆柱壳固有频率相差很小,当周向模态数n≥7时,开口圆柱壳的固有频率随壳厚线性变化;5.对于绝大多数模态数,开口圆柱壳的固有频率随夹角的增大而快速减小;6.对于两曲边简支的开口圆柱壳,其固有频率从高到低对应两直边的边界条件为固支、简支和自由;7.对于两直边简支的开口圆柱壳,两曲边的边界条件对其固有频率的影响不大。
简介:基于考虑发射度效应的线性电子注边缘电子受力平衡方程,获得了约束电子注所需磁感应强度,通过对比约束不同效应所需磁感应强度的大小,推导了发射度效应占主导电子注的临界半径公式。利用该公式分析了典型电子注的临界半径,分析表明在导流系数小于0.1EA.V_32时,电子注发射度效应对电子注的影响随电子注半径减小到亚毫米量级后迅速增大。通过理论推导获得了热阴极发射的线性电子注临界半径下限公式,分析表明采用较大负载的阴极有利于获得较高质量的电子注,且在电子注半径小于0.05mm后,常规热阴极的发射能力已不足以保证电子注工作于空间电荷限制状态。此外,在用缩尺法设计电子枪时,若缩尺后的电子注半径小于临界半径,则缩尺法将失效。
简介:以SD7032翼型为研究对象,基于求解雷诺平均N-S方程的有限体积法,采用S-A、k-w、SSTk-w、realizablek-ε、transitionSST和改进的γ-Re_(θ,t)转捩模型等6种湍流模型,对雷诺数为203800时翼型流动进行了数值模拟,评估了不同湍流模型在低雷诺数流动中的升阻特性和收敛情况。结果表明:当不考虑流动转捩时,和其他湍流模型相比,SSTk-w湍流模型计算得到的升阻系数更接近实验值,能够较好地模拟低雷诺数流动。考虑转捩时,改进后的γ-Reθ,t)捩模型的稳定性和收敛性都有较大提升,在小攻角范围内计算结果和实验值吻合。
简介:利用5V数字逻辑电路、多种高低压高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)及8路3级驱动电路,逐步提升MOSFET管的能力。利用输入触发信号控制产生具有一定时序关系的8路初级驱动信号,再经过次级驱动电路,提升为8路中高压驱动信号,加速输出级开关,产生高性能的双极性门控信号。该门控脉冲发生器工作电源电压为12V,输出电压为50~-200V,输出脉冲前后沿均为1.5ns,输出信号的脉冲宽度由输入信号控制调节,可在最小输出脉冲宽度3ns至直流信号之间变化。脉冲工作时,最大重频为3.3MHz,固有延迟为50ns,触发晃动小于0.2ns,体积为86mm×43mm×23mm。
简介:综合论述了基于碳化硅(SiC)材料制备的四层器件在脉冲功率领域的应用现状或前景。调研了SC超级门极可关断晶闸管(supergateturn-offthyristor,SGTO)的研究进展,总结了近年来获得的实验结果。实验研究了SiC发射极可关断晶闸管(emitterturn-offthyristor,ETO)的开通过程。结果表明,开通dl/R可以在一定条件下受控,以适应脉冲功率或电力电子变换的不同需求,实验获得最大功率密度为329kW*cm_2。建立了SiC反向开关晶体管(reverselyswitcTeddynistor,RSD)二维数值模型,论证了开通原理的可行性,热电耦合模型以SiC本征温度为依据据,SiCRSD的功率密度达MWvm^量级。