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N_2O/C_7H_8单喷嘴燃气发生器试验研究

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国防科技大学学报 2011年第4期33卷 34-37页

作者：翟小飞周进赖林国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

以基于N2O/C7H8的燃烧驱动混合型气动CO2激光器点火试验为研究背景,设计了液态N2O供应系统及N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器。对液态N2O供应系统、N2O/C7H8的点火及燃烧性能进行了研究。试验结果表明:设计的N2O供应系统能够实现液态N2O的稳... 详细信息

以基于N2O/C7H8的燃烧驱动混合型气动CO2激光器点火试验为研究背景,设计了液态N2O供应系统及N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器。对液态N2O供应系统、N2O/C7H8的点火及燃烧性能进行了研究。试验结果表明:设计的N2O供应系统能够实现液态N2O的稳定供应;在设定的时序下,两个设计工况(余氧系数分别为0.3和0.4)均能顺利点火,燃烧室压力平稳;随着余氧系数的增加,燃烧效率明显提高。

关键词：液态N2O供应系统 N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器燃烧效率

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大容量储能发电机并联运行励磁控制算法

国防科技大学学报 2019年第4期41卷 46-52页

作者：刘金利翟小飞晏明海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室

大容量储能发电机作为脉冲电源,整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作,可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时,根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效... 详细信息

大容量储能发电机作为脉冲电源,整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作,可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时,根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效能,因此需要设计一种具有功率调节功能的励磁控制算法。在电压、电流双闭环控制的基础上,引入功率前馈控制,推导并求解了前馈功率与励磁电流关系以及控制参数,并根据电机初始转速设计了功率分配算法。仿真试验结果表明,功率前馈控制在励磁控制过程中起主导作用,有效分配储能电机释放功率大小,提高了励磁电流响应速度,抑制了负载功率扰动对励磁控制系统的影响。

关键词：储能发电机并联运行励磁控制算法功率前馈控制脉冲负载

冲压式气动激光器概念研究、喷管设计及其仿真

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冲压式气动激光器概念研究、喷管设计及其仿真

作者：翟小飞国防科学技术大学

学位级别：硕士

冲压式气动激光器是在冲压发动机和气动激光器的基础上发展起来的一个新概念。本文重点研究了冲压式气动激光器的基本概念、喷管设计和仿真、性能分析、实验件设计等一系列问题。在喷管收缩段的设计中,采用复变函数的速度面法;在扩张... 详细信息

冲压式气动激光器是在冲压发动机和气动激光器的基础上发展起来的一个新概念。本文重点研究了冲压式气动激光器的基本概念、喷管设计和仿真、性能分析、实验件设计等一系列问题。在喷管收缩段的设计中,采用复变函数的速度面法;在扩张段的设计中,分别采用特征线法和最短长度喷管(MLN)法;通过对两种方法的分析比较,总结出它们各自的优缺点。在喷管非平衡流动的仿真中,采用二振型三温度驰豫模型和MacCormack显式二步计算格式。通过仿真,一方面验证了算法的有效性,另一方面探讨了低室压下冲压式气动激光器的出光情况。围绕最大可用激光能量和小信号增益系数这两个参数,对冲压式气动激光器在不同工况下的性能进行了详细的计算、分析和比较。结果表明:一些工况下由于没有实现粒子数的反转,从而无法出光;燃烧室总压对最大可用激光能量影响很小,而对小信号增益系数影响很大;随着燃烧室总压的提高,小信号增益系数逐渐增大。所有这些为冲压式气动激光器的设计提供了重要依据。

关键词：冲压式气动激光器概念研究喷管设计仿真

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基于H桥拓扑结构的励磁电流放大器

电工技术学报 2009年第5期24卷 114-118页

作者：翟小飞刘德志欧阳斌海军工程大学电力电子研究所武汉430033

利用H桥电路拓扑构建励磁电流放大器,该拓扑结构只需要两个IGBT功率管,结构简单,有效缩减了励磁设备的体积并降低了成本。建立了该放大器的数学模型和仿真模型,给出了相应的仿真和试验结果。仿真和试验表明,H桥拓扑结构的励磁电流放大器... 详细信息

利用H桥电路拓扑构建励磁电流放大器,该拓扑结构只需要两个IGBT功率管,结构简单,有效缩减了励磁设备的体积并降低了成本。建立了该放大器的数学模型和仿真模型,给出了相应的仿真和试验结果。仿真和试验表明,H桥拓扑结构的励磁电流放大器,具有快速动态性能,对直流电源输出电流幅值的要求低且放电速度快。该电流放大器的PWM控制信号的占空比D在0.5～0.8之间,弥补了Buck电路放电较慢和在特殊工况时PWM占空比较小的不足。

关键词：励磁电流放大器 H桥拓扑结构占空比 PI控制

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电磁轨道发射装置动态电感梯度分析

国防科技大学学报 2022年第3期44卷 156-163页

作者：翟小飞李鑫航刘华彭之然海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中... 详细信息

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中电感和电枢推力的计算。电气仿真和试验结果表明,电流和出口速度误差均在2%以内,证明了动态电感梯度分析及参数提取方法的正确性和准确性。

关键词：电磁轨道发射装置动态电感梯度电流密度分布趋肤效应系统仿真

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电磁轨道发射系统电路模型及发射效率研究

电工技术学报 2023年第11期38卷 2841-2849,2860页

作者：翟小飞李鑫航刘华彭之然海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运... 详细信息

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运动模型转化为静态扫频模型并进行涡流场扫频分析,建立了全系统电气仿真模型。与试验结果进行对比,结果表明:电路模型、系统仿真与试验三者之间系统效率的误差小于3%。利用建立的等效电路模型和仿真模型对发射效率的影响因素进行分析,为发射效率优化设计提供了研究方法。

关键词：电磁轨道发射发射效率等效电路模型动态参数系统仿真

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MGDL主喷管中氮气第一振动能级冻结效率

光电工程 2011年第3期38卷 58-62页

作者：翟小飞周进赖林国防科学技术大学航天与材料工程学院长沙410073

传统的气动CO2激光器计算方法一直基于弛豫动力学,本文将混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的能量转移过程当作化学反应来处理,采用化学反应动力学的方法对N2(v=1)振动能级的冻结效率进行了研究。根据文献中给出的正向反应速率常数... 详细信息

传统的气动CO2激光器计算方法一直基于弛豫动力学,本文将混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的能量转移过程当作化学反应来处理,采用化学反应动力学的方法对N2(v=1)振动能级的冻结效率进行了研究。根据文献中给出的正向反应速率常数,求解了逆向反应速率常数。研究了N2(v=1)分子在MGDL主喷管中的分布及总压和含水量对N2(v=1)振动能级冻结效率的影响。计算结果表明:N2(v=1)分子质量分数的减少主要发生在喷管喉部及其附近区域;与不含水的情形相比较,含水时N2(v=1)振动能级的冻结效率明显降低;总压升高时,N2(v=1)振动能级的冻结效率下降,但下降幅度很小;相比较,随着含水量的增加,N2(v=1)振动能级的冻结效率下降较快。

关键词：混合型气动CO2激光器 N2(v=1)振动能级能量转移过程冻结效率

双九相储能电机带整流负载系统降阶等效平均模型研究

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电工技术学报 2018年第17期33卷 4052-4059页

作者：刘金利马伟明翟小飞晏明舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 武汉430033

双九相储能电机是一种新型多相同步发电机,主发电机数学方程高达21阶。电机经整流器向负载放电时,电机转速、输出电压与电流不断变化,电机机械动态与电磁暂态强耦合,难以用解析方法进行分析。该文首先推导了双九相主发电机降阶等效三相... 详细信息

双九相储能电机是一种新型多相同步发电机,主发电机数学方程高达21阶。电机经整流器向负载放电时,电机转速、输出电压与电流不断变化,电机机械动态与电磁暂态强耦合,难以用解析方法进行分析。该文首先推导了双九相主发电机降阶等效三相电机数学模型,简化了双九相主发电机模型的复杂程度;其次,由于旋转整流器、整流器交流侧与直流侧高次谐波对系统有功功率传递和系统动态过程影响较小,忽略高次谐波,考虑交流侧基波和直流侧平均值作用的基础上推导了系统平均模型,进一步简化系统模型,提高系统仿真效率。在Matlab/Simulink仿真环境中建立双九相储能电机带整流负载系统的降阶等效平均模型,仿真结果验证了该模型的正确性与有效性。

关键词：双九相储能电机降阶等效模型平均模型开关模型 Matlab/Simulink

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电磁轨道发射装置时变电感梯度建模与分析

电工技术学报 2020年第23期35卷 4843-4851页

作者：彭之然汪光森翟小飞张晓舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 武汉430033

电感梯度是电磁轨道发射装置的重要参数,对于推力及发射效率有着重要影响。现有文献对电感梯度的研究主要存在两点不足:一是常规的解析计算方法在考虑导轨尺寸对电感梯度的影响时,未考虑电流扩散的影响,因而无法描述其动态特性;二是有... 详细信息

电感梯度是电磁轨道发射装置的重要参数,对于推力及发射效率有着重要影响。现有文献对电感梯度的研究主要存在两点不足:一是常规的解析计算方法在考虑导轨尺寸对电感梯度的影响时,未考虑电流扩散的影响,因而无法描述其动态特性;二是有限元方法能够对电流扩散的影响加以分析,但计算效率较低。为此,该文基于趋肤深度和磁能等效原则提出一种综合考虑导轨尺寸和电流扩散影响的电感梯度解析计算方法,采用所提方法与参考文献的计算结果进行了对比,呈现出较好的一致性。该方法能够为电磁轨道发射装置的优化设计和性能分析提供行之有效的理论指导。

关键词：电磁轨道发射装置趋肤深度电感梯度解析法