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气密采水瓶压力补偿器设计与密封性能试验研究

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气密采水瓶压力补偿器设计与密封性能试验研究

作者：牛文达浙江大学

学位级别：硕士

气密采水瓶的密封性是由压力补偿器来保证的,因此压力补偿器的设计是采水瓶设计的核心,本文主要完成对气密采水瓶压力补偿器的设计并通过高压舱试验和海上试验来检测安装压力补偿器后采水瓶的密封性能。首先,对压力补偿器密封件O形橡胶... 详细信息

气密采水瓶的密封性是由压力补偿器来保证的,因此压力补偿器的设计是采水瓶设计的核心,本文主要完成对气密采水瓶压力补偿器的设计并通过高压舱试验和海上试验来检测安装压力补偿器后采水瓶的密封性能。首先,对压力补偿器密封件O形橡胶密封圈的非线性特性进行理论研究,确定橡胶的本构模型,对O形橡胶密封圈建立有限元模型,结合O形圈的密封机理和摩擦特性,对其进行有限元仿真分析,得到几个不同参数对其密封和摩擦性能的影响,从而得到优化的设计参数。为了验证仿真结果,在试验室进行了简单的试验,试验与仿真结果一致性较好。接着,通过设计高压舱试验,使采水瓶内部压力升高到40MPa模拟真实的水下4000米工作环境,通过预充气体的方法来验证呆水瓶的密封性能,该高压试验初步证明了安装压力补偿器后采水瓶具有良好的密封性能。最后,把气密采水瓶带到海上试验,下放时同时携带非气密采水瓶,利用LabVIEW编写的测控软件和温盐深仪、释放机构组成的测控系统,实现对海水自动采样,通过试验对比发现在同一深度下气密采水瓶采集的样品中甲烷和二氧化碳气体含量明显高于非气密采水瓶采集的样品,进一步验证了安装压力补偿器后采水瓶具有良好的密封性能,同时说明了利用有限元法设计压力补偿器的正确性。

关键词：压力补偿器气密采水瓶有限元分析非线性优化设计

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非共轴椭球面聚光阵列式高焦比太阳模拟器

光学学报 2012年第10期32卷 212-217页

作者：任兰旭魏秀东牛文达王鹤许文斌肖君卢振武中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为使太阳模拟器的接收靶得到高能流高均匀度光斑,需要对聚光系统进行优化设计。提出利用非共轴椭球面聚光镜优化光斑质量的方法,使光斑的能流分布均匀度有明显改善。利用蒙特-卡罗光线追迹方法,设计了聚集型高焦比太阳模拟器。在第二焦... 详细信息

为使太阳模拟器的接收靶得到高能流高均匀度光斑,需要对聚光系统进行优化设计。提出利用非共轴椭球面聚光镜优化光斑质量的方法,使光斑的能流分布均匀度有明显改善。利用蒙特-卡罗光线追迹方法,设计了聚集型高焦比太阳模拟器。在第二焦面处,80mm直径的接收靶面上可接收10kW的辐射光能,光斑对称性和均匀性好,系统的传递效率为23.81%,80mm直径靶面内的平均能流密度为2MW/m2,50mm直径靶面内平均能流密度达到3.64MW/m2,对应的理论色温超过2800K。采用非共轴椭球面聚光镜,成功研制了由电源控制系统、冷却系统、氙灯光源和聚光系统构成的太阳能模拟器。经实验测试,太阳模拟器的聚光光斑与光学仿真软件TracePro模拟光斑符合得很好。

关键词：光学设计光斑质量光线追迹方法太阳模拟器

基于LabVIEW的深海气密采水器测控系统

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仪器仪表学报 2011年第1期32卷 40-45页

作者：黄豪彩杨灿军陈道华牛文达陈鹰浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027 浙江大学海洋科学与工程学系杭州310028 广州海洋地质调查局广州510760

现有常规CTD采水器测控系统自动化程度低、操作复杂。为此,基于LabVIEW软件开发了深海气密采水器测控系统,研究温度、盐度和深度测量原理,进行测控系统的硬、软件设计。2009年该测控系统在我国"海洋四号"科考船"HY4-2009-2"航次中成功应... 详细信息

现有常规CTD采水器测控系统自动化程度低、操作复杂。为此,基于LabVIEW软件开发了深海气密采水器测控系统,研究温度、盐度和深度测量原理,进行测控系统的硬、软件设计。2009年该测控系统在我国"海洋四号"科考船"HY4-2009-2"航次中成功应用,在中国海南试验中实现对深海气密采水器的快速、精确控制,并实时进行温度、盐度和深度等参数的采集、处理、显示和存储。海上试验表明,该测控系统具有测量与控制精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等特点,获得科研人员较好评价。该方法可推广到其他海洋仪器、设备的测控系统中应用。

关键词：气密采水器 LabVIEW 测量与控制海上试验

自组织递归区间二型模糊神经网络在动态时变系统辨识中的应用

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光学精密工程 2011年第6期19卷 1406-1413页

作者：李迪陈向坚续志军杨帆牛文达中国科学院长春光学精密机械及物理研究所吉林长春130033

针对动态时变系统辨识过程中存在噪声干扰的问题,本文将区间二型模糊集结合到递归神经网络中,提出了自组织递归区间二型模糊神经网络以增强动态时变系统的抗噪能力。该自组织递归区间二型模糊神经网络由前件和后件两部分构成:前件为区... 详细信息

针对动态时变系统辨识过程中存在噪声干扰的问题,本文将区间二型模糊集结合到递归神经网络中,提出了自组织递归区间二型模糊神经网络以增强动态时变系统的抗噪能力。该自组织递归区间二型模糊神经网络由前件和后件两部分构成:前件为区间二型模糊集模型,用于将每个规则的激活强度反馈到自身构成内反馈回路,其参数学习采用梯度下降算法;后件为带有区间权值的Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模型,其参数学习采用有序规则卡尔曼滤波算法,且网络初始规则数为零。所有规则均通过结构学习和前后件参数同时在线学习来产生,其网络结构学习采用的是在线区间二型模糊群集。为验证提出的神经网络的优越性,将其应用到单输入单输出动态时变系统的辨识中。实验结果表明,相对于前馈一型/二型模糊神经网络、递归一型模糊神经网络,该神经网络的辨识能力强,即使在存在白噪声的条件下,也能减小测试及训练误差。

关键词：自组织递归区间二型模糊神经网络卡尔曼滤波梯度下降法噪声干扰动态时变系统辨识

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基于压力自适应平衡的深海气密采水系统

机械工程学报 2010年第12期46卷 148-154页

作者：黄豪彩杨灿军杨群慧周丽娟王虎牛文达陈鹰浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题,而如何快速地采集到能真实反映原位气体成分组成信息的海水样品,是近几年来海洋技术领域研究的热点与难点。现有常规的采水器主要用于采集水样,很少考虑气体的保存,不能满足深海海水... 详细信息

深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题,而如何快速地采集到能真实反映原位气体成分组成信息的海水样品,是近几年来海洋技术领域研究的热点与难点。现有常规的采水器主要用于采集水样,很少考虑气体的保存,不能满足深海海水中的气体研究的要求。为此,利用压力自适应平衡技术和有效可靠的密封方法,研制开发出一套新型深海气密采水系统,很好地解决了上述问题。根据流体力学知识,建立了深海气密采水器的压力自适应平衡器容积变化模型,指出压力自适应平衡器容积约要大于等于气密采水器容积的12.24%,而且静水压力越大、温度变化越大,压力自适应平衡器容积就要越大。采用聚四氟乙烯包覆O形圈来实现压力自适应平衡腔与活塞之间的密封是种有效可靠的动密封方式。通过实验室气密性试验和第一次海试验证了深海气密采水系统设计的可行性。

关键词：采水器压力自适应平衡气密性动态密封

一种用于LCD检测的大口径小角度光源结构的设计

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机电产品开发与创新 2015年第5期28卷 100-101页

作者：牛文达中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130000

论文提供了一种用于LCD检测的大口径小角度光源的结构设计方法,能够实现大口径小角度的设计需求,同时通过有限元分析验证散热设计的合理性,能够有效保证光源的寿命。该照明光源可以配合高分辨率相机应用于大型液晶屏幕的检测,有广泛的... 详细信息

论文提供了一种用于LCD检测的大口径小角度光源的结构设计方法,能够实现大口径小角度的设计需求,同时通过有限元分析验证散热设计的合理性,能够有效保证光源的寿命。该照明光源可以配合高分辨率相机应用于大型液晶屏幕的检测,有广泛的市场应用前景。

关键词：屏幕检测 LCD 光源

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可浮动自锁式深海气密采水器的研制

台湾海峡 2010年第3期29卷 422-427页

作者：李风波杨灿军黄豪彩牛文达浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

深海海水中气体的含量可以在一定程度上标识深海资源蕴藏量,因而实现对深海海水的气密采样意义重大.为此设计了一种可浮动的自锁装置,并采用压力自适应平衡原理,实现了对深海海水的气密采样.实验室和海上试验结果均表明深海气密采水器... 详细信息

深海海水中气体的含量可以在一定程度上标识深海资源蕴藏量,因而实现对深海海水的气密采样意义重大.为此设计了一种可浮动的自锁装置,并采用压力自适应平衡原理,实现了对深海海水的气密采样.实验室和海上试验结果均表明深海气密采水器在装上可浮动自锁装置后耐压能力和气密性都得到了有效的提高,对初始压强为1.208 MPa的N2气保压2 h,压力损失不到1.2%,并成功地实现了对960 m深的海水样品的气密采样.此样品中CH4浓度为5.44 nmol/dm3,CO2浓度为140.6nmol/dm3.该可浮动自锁式深海气密采水器的研制为深海资源勘探分析提供了必要的技术支持.

关键词：海洋仪器压力自适应平衡自锁装置气密采水器海洋技术深海

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高速列车集电部的气动噪声研究

机电产品开发与创新 2012年第4期25卷 13-15页

作者：杨帆牛文达中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130000

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,应用Fluent对不同速度下含导流罩及不含导流罩的外流场和气动噪声分别进行数值模拟和分析。计算结果表明,引入导流罩后集电部的气动噪声有明显降低,集电部产生的气... 详细信息

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,应用Fluent对不同速度下含导流罩及不含导流罩的外流场和气动噪声分别进行数值模拟和分析。计算结果表明,引入导流罩后集电部的气动噪声有明显降低,集电部产生的气动噪声以偶极子声源为主。

关键词：高速列车集电部导流罩气动噪声数值模拟 Fluent

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一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器

机电产品开发与创新 2013年第5期26卷 1-2,22页

作者：牛文达杨帆中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130000

经过理论分析,设计了一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器。为了验证该模拟器的可行性,进行了光学性能检测试验,试验结果表明成像光斑质量较好,系统传递效率较高,从而为太阳模拟器的研发与创新提供技术支持。

关键词：椭球面聚光镜太阳模拟器