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改善富铝燃料点火燃烧研究

改善富铝燃料点火燃烧研究

作者：季言午常州大学

学位级别：硕士

铝(Al)粉作为一种含能金属被广泛应用于固体推进剂、凝胶推进剂、纳米流体和铝热剂等领域中。然而,它在燃烧过程中容易团聚,导致燃烧效率降低、推进剂能量损失增大。为了解决此问题,本文采用CO激光点火和多种实验手段相结合,首先研究了... 详细信息

铝(Al)粉作为一种含能金属被广泛应用于固体推进剂、凝胶推进剂、纳米流体和铝热剂等领域中。然而,它在燃烧过程中容易团聚,导致燃烧效率降低、推进剂能量损失增大。为了解决此问题,本文采用CO激光点火和多种实验手段相结合,首先研究了氟化钙(CaF)对Al粉点火燃烧性能及其团聚过程的影响,揭示了CaF对Al粉燃烧的促进机理;其次,采用包覆手段将AP/GAP包覆在Al粉表面,研究了AP/GAP包覆Al粉促进其点火燃烧的耦合作用;最后,基于Al粉在实际燃烧过程中处于HO/CO混合气氛中进行,采用CHEMKIN软件研究了Al颗粒在HO/CO混合气氛中燃烧的详细过程,分析了各反应对系统的影响以及系统中详细的反应路径。主要研究成果如下:(1)在铝粉中加入CaF后,Al粉的热行为出现明显变化,特别是在1000℃后其氧化程度加剧。添加CaF使Al粉的点火与燃烧均得到一定改善,点火延迟缩短,燃烧时长增加,且随着CaF含量增加,促进作用也越明显。CaF添加量达15%时,点火延迟缩短76.9%,燃烧时长最多提升21.8%。同时,Al颗粒出现了明显的气相燃烧。CaF的加入能够很好地破除Al粉表面的氧化膜。Al粉在燃烧过程发生团聚主要有两个原因:一是燃烧过程中消耗氧化气氛产生局部负压导致Al颗粒之间互相卷吸团聚;二是由于点火过程温度上升太慢而导致Al颗粒先熔融,再团聚,后燃烧。CaF与Al表面的氧化膜发生反应,改善了Al颗粒燃烧不完全的问题。然而,虽然CaF对Al粉燃烧具有明显的促进作用,但CaF含量过多时其促进效果并非一直增强。合理的CaF添加含量约在5%左右。(2)对Al/AP/GAP的热分解特性发现,GAP先分解,同时加速AP的分解。当铝粉含量一定时,AP:GAP=3:1的配方优于AP:GAP=4:1的配方。Al粉含量达65%时,燃烧效果最好,点火延迟时间约下降21%。但活性Al含量过高仍会出现较严重的Al团聚现象,导致其燃烧不完全。GAP的链状包覆结构能够形成空间位阻机制,抑制Al粉团聚。同时,GAP燃烧放热,能够快速破除Al表面局部的氧化膜,使活性Al溢出并出现明显的气相燃烧。GAP含量提高在一定程度上保证了燃料的热值,且能够加速AP的分解,使Al颗粒与氧化气氛更快接触,缩短样品的点火延迟时间。Al-AP/GAP体系燃烧生成较多的氮化物,这些氮化物能够在一定程度上与氧化铝反应,抑制反应过程中氧化铝的生成。(3)Al-HO/CO系统内初始温度提高对燃烧温度有积极的影响。Al(l)系统初始温度从1600 K提升至2800 K时,系统内反应后能达到的最高绝热温度分别为2870 K与3310 K。Al(l)进入系统后,由于存在相变和R11(Al+HO=Al OH+H)反应,使系统温度在燃烧前有一个明显的降低过程。由于不存在相变吸热的影响,Al(g)体系相较于Al(l)体系可以有更低的反应初始温度与更高的最大绝热温度。Al-HO/CO体系中,R12(Al+HO=Al O+H)、R14(Al+CO=Al O+CO)和R2(AlO=AlO+O)对系统内温度有积极影响,R11(Al+HO=Al OH+H)对系统的温度存在不利影响。将Al-HO/CO系统反应初始温度确定为2300 K发现,Al(l)在混合气氛中的燃烧主要分为三个阶段,即Al(l)相变阶段,缓慢反应阶段与快速反应阶段。Al(g)的整体反应时间与Al(l)相比较长,但起始反应与反应终了的时间均短于Al(l)体系。Al(l)体系的反应速率有爆发式的增长,这对于反应速率的调控不利。此外,Al(g)体系由于在反应过程中存在一个短暂的动态平衡过程,因此存在两个明显的升温阶段。该现象初始温度越低现象越明显。(4)Al(l)在HO/CO中燃烧产生的主要中间产物为Al OH,AlO和AlO(l),Al O的含量较少,因此Al与存在水的氧化气氛发生反应时,主要的中间产物应考虑为Al OH。在Al(g)体系中,主要中间产物有Al OH、AlO、AlO和Al O。R11(Al+HO=Al OH+H)、R12(Al+HO=Al O+H)和R14(Al+CO=Al O+CO)为系统中的主要反应;R8(AlO=Al O+Al)是生成AlO的主要反应,R2(AlO=AlO+O)与AlO生成有密切关系,AlO是影响AlO生成的关键因素。(5)综合Al(l)与Al(g)体系,CO氧化性大于HO。CO在HO/CO混合气氛中所占比例越高,系统所能达到的燃烧最高温度也越高,点火延迟缩短。在HO和CO比例相同的条件下,Al(g)在HO/CO混合气氛中的点火延迟时间均小于Al(l)。Al(l)在HO/CO中一维火焰传播速率约为35.6 m/s,其中R2(AlO=AlO+O)、R4(AlO=Al O+Al O)、R12(Al+HO=Al O+H)

关键词：铝燃烧点火机理燃烧机理降低团聚 CHEMKIN

飞机部件调姿测量点激光检测可视化定位程序设计

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南京航空航天大学学报 2012年第B04期44卷 15-18页

作者：沈昌力李泷杲许言午黄翔南京航空航天大学机电学院南京210016 上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所上海200436

为了使用激光跟踪仪进行飞机机身段数字化自动高精度测量,必须将激光引向目标点,而传统的引光方法都存在各种不便和缺陷。本文将机器视觉技术运用于激光引光,利用CMOS工业摄像头,基于OpenCV开发了一套激光自动跟踪目标点的程序。首先利... 详细信息

为了使用激光跟踪仪进行飞机机身段数字化自动高精度测量,必须将激光引向目标点,而传统的引光方法都存在各种不便和缺陷。本文将机器视觉技术运用于激光引光,利用CMOS工业摄像头,基于OpenCV开发了一套激光自动跟踪目标点的程序。首先利用专门的图像采集开发包采集图像;然后根据激光光斑的特征,提出了相应的光斑检测与分割方法,并提取出光斑的质心坐标;最后通过对每一帧图像的迭代操作,使激光不断向目标点靠近,完成对目标的实时跟踪。除此之外,为了实验的方便和节约成本,设计了一套模拟激光跟踪仪的激光发生实验台,用以在实验室内进行模拟操作。本文设计的程序实现了自动化引光,不仅解决了引光的不便,而且提高了整个飞机机身段数字化自动高精度测量系统的自动化程度和精度。

关键词：激光跟踪光斑检测机器视觉可视化定位

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晚唐艳情诗探微

晚唐艳情诗探微

作者：胡言午上海社会科学院

学位级别：硕士

唐代社会风气开放,享乐之风盛行,城市文化繁盛,传统道德相对松弛,在男女关系上也并不十分禁锢,这些因素为艳情诗在唐代的全面兴盛提供了可能。晚唐时期,迎来了唐代艳情诗发展的高潮。本文拟对晚唐涉猎艳情诗创作的诗人以及艳情诗歌的创... 详细信息

唐代社会风气开放,享乐之风盛行,城市文化繁盛,传统道德相对松弛,在男女关系上也并不十分禁锢,这些因素为艳情诗在唐代的全面兴盛提供了可能。晚唐时期,迎来了唐代艳情诗发展的高潮。本文拟对晚唐涉猎艳情诗创作的诗人以及艳情诗歌的创作概况进行总体勾勒,对其所呈现出的艺术风格和特点加以综合分析、归类,并对艳情诗在晚唐兴盛的原因进行初步探讨。本文主体共分为四个部分:第一章艳情诗的概念界定及在唐代的发展艳情诗与艳诗虽有交叉、但在内涵和外延上是并不完全相同的两个概念。艳情诗最早可追溯到《诗经》中,初盛唐时期虽有萌芽,但态势并不明显。中唐时期,在新乐府运动和现实主义诗歌浪潮的推动下,艳情诗在元稹、白居易等诗人手中开始勃兴。第二章晚唐艳情诗的全面兴盛晚唐时期艳情诗的全面兴盛表现在两个方面,一是涉猎艳情诗创作的诗人众多;二是艳情诗歌数量众多且风格多样。本章对拟对这两方面进行全面考察,并分析造成这一现象的基本原因。第三章晚唐艳情诗之风采杜牧、李商隐、韩偓的艳情诗是晚唐诗人中比较有代表性的三家,他们的艳情诗特点鲜明且取得了较高的艺术成就。比较这三家的艳情诗创作,对于了解晚唐时期艳情诗的多样化特征有着重要意义。第四章晚唐艳情诗的价值和意义对于晚唐艳情诗的价值和意义,要客观考量和看待。虽然其中确实也有一些格调不高的作品,但它在对诗歌题材的拓展和补充、对词的产生发展方面有着不可忽视的贡献。并且展示了女性美,彰显了诗人对生命欲望的真挚渴求。

关键词：晚唐艳情诗创作情况原因价值意义

基于贝叶斯估计的Cell-Free Massive MIMO功率优化

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基于贝叶斯估计的Cell-Free Massive MIMO功率优化

作者：宋言午哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

大规模天线阵列作为5G核心技术之一在近些年得到了长足的发展,其基本架构又分为集中式系统和分布式系统两种。分布式中的一种重要架构就是无小区大规模天线阵列,其包含大量在相同时频资源下向相对数量较少的多个用户提供服务的分布式接... 详细信息

大规模天线阵列作为5G核心技术之一在近些年得到了长足的发展,其基本架构又分为集中式系统和分布式系统两种。分布式中的一种重要架构就是无小区大规模天线阵列,其包含大量在相同时频资源下向相对数量较少的多个用户提供服务的分布式接入点,该架构对抗阴影衰落的能力较强,可以极大的提升用户服务质量的公平性。由于大规模天线阵列具有信道硬化特性,平均了信道的小尺度衰落,现有研究多是假设在大尺度衰落已知条件下进行功率优化等信号处理问题,然而无小区大规模天线阵列由于接入点装配天线数目较少,相比于集中式大规模天线阵列信道硬化现象并不显著。因此在大尺度衰落未知条件下的信号处理是目前无小区大规模天线阵列结构中需要研究的问题之一。本文首先分析了无小区大规模天线阵列的基本架构,包括其传输协议和关键技术。论述了在大尺度衰落信息已知时,上行链路训练估计信道信息的方法。给出了接入点装配单天线时用户上下行链路归一化带宽数据传输速率的闭合表达式。随后介绍了贝叶斯估计的基础知识并对其中的粒子滤波算法进行了详细的阐述,探讨了将粒子滤波应用于下行链路功率优化的可能性。最后分析了无小区大规模天线阵列下行链路数据传输的方案,并和small-cell场景的用户服务质量进行对比。然后,本文针对大尺度衰落未知的场景,给出一种信道估计方案。推导接入点装配多根天线时,在此信道估计值的基础上的下行链路归一化带宽数据传输速率的闭合表达式。依据此表达式给出了采用波束赋形预编码时下行链路功率优化方案。随后分析了大尺度衰落在相邻相干间隔内相关性。提出一种基于贝叶斯滤波的功率系数估计跟踪算法。最后通过仿真验证了该算法对用户服务质量公平性的保证性能。最后,本文基于之前对大尺度衰落在相邻相干间隔内的相关性的分析提出一种基于粒子滤波的信道信息估计和跟踪算法。在最大化最小用户信干噪比的功率优化算法中,利用前述方案得到大尺度衰落,提升对最优功率系数的估计精度。通过仿真验证了该算法对用户服务质量公平性的保证性能和对用户移动速度的鲁棒性。结尾总结全文,并给出了无小区大规模天线阵列架构功率优化的一些待解决问题和研究方向。

关键词：大规模天线阵列无小区功率优化贝叶斯估计大尺度衰落