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天基空间态势感知数据仿真研究进展

中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 501-511页

作者：罗秀娟郝伟中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院空间精密测量技术重点实验室西安710119

空间态势感知(Space Situational Awareness,SSA)数据仿真可以为空间监测设备及态势感知算法(包括空间目标检测、跟踪、识别和表征)的开发、测试和验证提供关键性数据支持,在空间态势感知能力建设中发挥重要作用。本文以天基空间态势感... 详细信息

空间态势感知(Space Situational Awareness,SSA)数据仿真可以为空间监测设备及态势感知算法(包括空间目标检测、跟踪、识别和表征)的开发、测试和验证提供关键性数据支持,在空间态势感知能力建设中发挥重要作用。本文以天基空间态势感知光学数据仿真为研究对象,给出了SSA数据仿真的研究目的和主要研究内容,详述了SSA光学成像仿真的典型研究方法与过程。介绍了国内外相关工作的研究现状与工作进展,涵盖双目视觉传感器、激光雷达、红外传感器、可见光望远镜和恒星敏感器等不同光学传感系统的成像建模与仿真工作成果。分析了空间态势感知数据仿真研究的发展趋势,为未来SSA数据仿真研究思路与方法提供参考。

关键词：空间态势感知建模仿真空间目标成像

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水击补气式压力罐及水力瞬变仿真

水利学报 2024年第2期55卷 137-146,157页

作者：杨开林流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038

空气阀常常安装在输水管检修孔侧壁,进气后部分气体就会存留在检修孔上部产生气垫式压力罐的水击防护作用。据此,提出了水击补气式压力罐装置的设计方法,即利用泵站事故断电产生的水击负压现象,通过真空破坏阀或空气阀给压力罐补气,以... 详细信息

空气阀常常安装在输水管检修孔侧壁,进气后部分气体就会存留在检修孔上部产生气垫式压力罐的水击防护作用。据此,提出了水击补气式压力罐装置的设计方法,即利用泵站事故断电产生的水击负压现象,通过真空破坏阀或空气阀给压力罐补气,以防止输水管发生液体汽化现象并削减水击最大压力。然后,建立了水击补气式压力罐水力瞬变数值仿真数学模型。最后,以一个实际输水工程为例,计算比较了分别设置空气阀、空气阀调压室及真空破坏阀补气式压力罐时的水击防护效果,结果表明,补气式压力罐水击防护效果最好。

关键词：水击空气阀真空破坏阀压力罐补气仿真

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雷电冲击下天然酯的长间隙击穿特性仿真研究

电工技术学报 2023年第23期38卷 6451-6460页

作者：郑含博杨杭凤永吉吕伟杰彭庆军广西电力装备智能控制与运维重点实验室(广西大学) 南宁530004 云南电网公司电力科学研究院昆明650200

天然酯作为一种环保低碳液体电介质,被普遍认为是矿物油的良好替代品,但其在高场强、长间隙下的放电特性及绝缘性能尚不清晰。该文以天然酯绝缘油为研究对象,基于电流体动力学方程,考虑多种参与电离的甘油三酯分子的电离能、分子数密度... 详细信息

天然酯作为一种环保低碳液体电介质,被普遍认为是矿物油的良好替代品,但其在高场强、长间隙下的放电特性及绝缘性能尚不清晰。该文以天然酯绝缘油为研究对象,基于电流体动力学方程,考虑多种参与电离的甘油三酯分子的电离能、分子数密度和温度对载流子迁移率的影响,建立天然酯流注放电仿真模型,研究不同雷电冲击电压和放电间隙的流注发展特性及典型分子的电离情况,分析流注模式转换与甘油三酯分子电离的联系,以及油隙对击穿电压的影响。结果表明,天然酯的击穿特性不同于矿物油;流注模式转换与高电离能分子电离有关;间隙小于100 mm时,该模型有利于对雷电冲击电压与油隙关系进行模拟判断。该文可为研究天然酯流注发展特性提供新的思路和依据。

关键词：天然酯仿真流注放电长间隙高场强甘油三酯分子

基于实测载荷谱的车架结构仿真优化方法及应用

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振动与冲击 2023年第1期42卷 181-189页

作者：金红杰周忠胜臧利国王星宇南京理工大学机械工程学院南京210094 东风越野车有限公司武汉430058 南京工程学院汽车与轨道交通学院南京211167

为解决某型车辆在试验过程中出现的车架开裂问题,提出一种基于实测试验载荷谱与数值仿真分析相结合的车架结构优化方法,并在试验中得到应用验证。主要内容包括:建立集六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器为一体的多通... 详细信息

为解决某型车辆在试验过程中出现的车架开裂问题,提出一种基于实测试验载荷谱与数值仿真分析相结合的车架结构优化方法,并在试验中得到应用验证。主要内容包括:建立集六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器为一体的多通道数据采集系统,获取实际行驶试验底盘载荷谱原始数据,利用零点漂移、去趋势项、去噪等信号处理技术得出载荷谱分析数据,采用定性与定量相结合的方法分析车架结构开裂的故障原因。建立车架有限元仿真模型,基于试验载荷谱分析数据,在不影响整体结构的基础上提出优化方案,计算比较优化前后的车架结构在典型受力工况下的力学特性,保证优化后受力满足要求。利用RPC迭代技术,基于实测载荷谱数据迭代计算得到响应驱动信号,应用于整车道路模拟试验台,开展台架试验,验证车架设计优化的有效性。最后对优化后的车架进行完整的可靠性行驶试验,结果表明:优化后的车架未发生故障且满足可靠性指标。该研究以解决实际问题为出发点,为整车高可靠性设计技术提供了有效、可行的方法。

关键词：车架载荷谱仿真台架试验优化分析

大规模电力系统仿真用新能源场站模型结构及建模方法研究(三):电磁暂态模型

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 2990-2999页

作者：周佩朋孙华东项祖涛郭剑波刘明松张健电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192 国家电力调度控制中心北京市西城区100031

在对含新能源接入的电力系统进行仿真分析时,往往需对新能源场站进行等值建模,其中电磁暂态模型的应用场景可分为大扰动和小扰动2类电网问题,目前在适用于2类场景的等值建模方面缺乏系统性论述。该文以风电场作为重点研究对象,首先在阐... 详细信息

在对含新能源接入的电力系统进行仿真分析时,往往需对新能源场站进行等值建模,其中电磁暂态模型的应用场景可分为大扰动和小扰动2类电网问题,目前在适用于2类场景的等值建模方面缺乏系统性论述。该文以风电场作为重点研究对象,首先在阐述大扰动的等值原则和方法的基础上,从理论上分析功率水平对直驱风机(direct drive permanent magnet synchronous generator,PMSG)、光伏(photovoltaic,PV)和双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)频域阻抗特性的影响,从而明确按风速/光照度、功率或风机转速进行等值的合理性。其次,从多频段稳定问题需求出发,研究汇流线路阻抗及机组扩容方式对等值精度的影响;在此基础上,总结兼顾大扰动和小扰动场景的值建模方法,提出1~4机新能源场站模型结构,分析等值机台数对于等值精度的影响。最后,针对不同扰动场景进行时域仿真分析,验证所提等值建模方法的有效性。

关键词：新能源等值电磁暂态仿真频域

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攻角效应对降落伞拉直过程影响的仿真模拟

清华大学学报（自然科学版） 2023年第3期63卷 311-321页

作者：王广兴房冠辉李健刘涛何青松贾贺北京空间机电研究所北京100094 中国航天科技集团有限公司、航天进入减速与着陆技术实验室北京100094

降落伞的弹射拉直过程是降落伞工作的第一个关键动作,能为后续降落伞顺利充气创造条件。降落伞的弹射拉直过程一般处于飞行器尾流区域,尾流特性对该过程具有重要影响。开伞时飞行器的高度、 Mach数、攻角等均会对飞行器尾流造成影响,其... 详细信息

降落伞的弹射拉直过程是降落伞工作的第一个关键动作,能为后续降落伞顺利充气创造条件。降落伞的弹射拉直过程一般处于飞行器尾流区域,尾流特性对该过程具有重要影响。开伞时飞行器的高度、 Mach数、攻角等均会对飞行器尾流造成影响,其中开伞时飞行器攻角是降落伞设计中的一个重要考虑因素。该文采用三维非定常Reynolds平均N-S(unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes,URANS)方程耦合六自由度(six degrees of freedom,6DoF)运动方程的方法,针对攻角效应对降落伞弹射拉直过程影响进行了研究。结果表明:攻角效应会显著改变飞行器尾流特性,与0°攻角相比,非0°攻角返回舱尾流呈现非对称流动特征,进而导致尾流方向与弹射初始速度方向不一致;非对称尾流会对分离体轨迹和姿态产生较大影响;攻角效应会导致分离体与尾流相对位置改变,从而影响拉直过程时间,即随着开伞攻角增加,弹射拉直时间减少。该方法和结论对于降落伞系统设计具有重要的参考价值。

关键词：攻角效应尾流超声速降落伞弹射拉直仿真

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基于循环迭代法的牵伸区纤维运动仿真模拟

纺织学报 2023年第2期44卷 76-82页

作者：崔月敏程隆棣和杉杉吕金丹崔益怀东华大学纺织学院上海201620 浙江纺织服装职业技术学院纺织学院浙江宁波315211 南通双弘纺织有限公司江苏南通226600

为进一步研究牵伸区纤维的运动,基于单纤维在牵伸区内受到的引导力与控制力,采用循环迭代法建立纤维变速模型,计算牵伸区不同压力分布下不同长度纤维的变速点,并得到牵伸区内纤维变速点分布以及各位置不同纤维(包括快速纤维、慢速纤维... 详细信息

为进一步研究牵伸区纤维的运动,基于单纤维在牵伸区内受到的引导力与控制力,采用循环迭代法建立纤维变速模型,计算牵伸区不同压力分布下不同长度纤维的变速点,并得到牵伸区内纤维变速点分布以及各位置不同纤维(包括快速纤维、慢速纤维以及浮游纤维)的分布。结果表明:纤维的变速点位置与其自身长度有关,纤维长度越长,其变速点越靠近前罗拉钳口;在不考虑浮游区情况下,对于长度离散度较大的纤维须条,牵伸区内平稳、缓和的压力分布有利于纤维变速点的集中,但纤维变速点离前钳口较远;纤维长度长、离散度较小时,靠近前钳口增加附加压力有利于变速点的集中且其更加靠近前钳口。

关键词：纤维变速点循环迭代法仿真牵伸压力分布纤维运动模型

玻璃熔窑中天然气/氢气混合燃料的燃烧过程仿真研究

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硅酸盐学报 2023年第9期51卷 2179-2187页

作者：韩建军曾健华曹志强王静陈淑勇刘超李路瑶武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学信息学院武汉430070 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司安徽蚌埠233000 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司安徽蚌埠233000

推动硅酸盐材料制造过程的低碳排放对于实现碳达峰、碳中和总体战略目标意义重大。本工作以平板玻璃窑炉为基础,采用数值模拟方法开展氢能在玻璃窑炉中应用的基础研究。分析采用天然气/氢气混合燃料对玻璃窑炉燃烧空间温度场/速度场分... 详细信息

推动硅酸盐材料制造过程的低碳排放对于实现碳达峰、碳中和总体战略目标意义重大。本工作以平板玻璃窑炉为基础,采用数值模拟方法开展氢能在玻璃窑炉中应用的基础研究。分析采用天然气/氢气混合燃料对玻璃窑炉燃烧空间温度场/速度场分布、燃烧生成烟气成分的影响,预测氢能在玻璃窑炉中应用的可行性。结果表明,采用天然气/氢气混合燃料为玻璃液熔化提供能量,可以保证玻璃窑炉温度制度稳定。采用天然气/氢气混合燃料供能,燃料燃烧速率加快,释放热量集中,掺氢体积比为20%及以上时,燃烧形成的火焰长度会明显缩短,而热烟气在窑炉内停留时间延长。对比基础窑炉,采用掺氢比例40%的燃料,窑炉总烟气排放质量减少了4.13%,CO_(2)排放质量减少了12.50%,烟气中NOx浓度由1093 mg·Nm^(–3)(干燥,8%O_(2)条件下)增加至1282 mg·Nm^(–3)(干燥,8%O_(2)条件下)。为推动氢能在硅酸盐制造领域的应用还需开展燃烧系统设计、耐火材料侵蚀等方面研究,以解决氢能在大型窑炉中应用存在的问题。

关键词：玻璃熔窑氢气燃烧过程仿真

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企业绿色铁路建造能力影响因素仿真研究

铁道科学与工程学报 2023年第3期20卷 1095-1104页

作者：郭峰罗丽古江林中南大学土木工程学院湖南长沙410075

随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出,铁路行业的绿色化发展势在必行。铁路工程企业作为行业发展中的重要参与者,亟需深化对绿色铁路的认识和实践,加强自身绿色铁路建造能力建设。为此,基于文献研究,从企业绿色铁路建造能力的特点出... 详细信息

随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出,铁路行业的绿色化发展势在必行。铁路工程企业作为行业发展中的重要参与者,亟需深化对绿色铁路的认识和实践,加强自身绿色铁路建造能力建设。为此,基于文献研究,从企业绿色铁路建造能力的特点出发,识别企业绿色铁路建造能力的影响因素,运用系统动力学方法构建企业绿色铁路建造能力仿真模型,对模型的关键变量进行敏感性测试,揭示影响因素对企业绿色铁路建造能力的作用规律。模型仿真结果与2015~2020年国家铁路单位综合能源消耗实际情况基本吻合,验证了本研究所构建仿真模型的有效性。在模型仿真结果的指导下,针对性地提出企业绿色铁路建造能力提升的对策建议。研究结果表明:节能环保技术创新、政策支持力度和人才培养水平是企业绿色铁路建造能力的关键影响因素,且从技术、制度、资源和文化4个方面对企业绿色铁路建造能力均产生较大的正向影响。研究结果可帮助企业加强对绿色铁路建造能力的科学认识,为企业绿色铁路建造能力提升及方案制定提供理论依据与参考指导。

关键词：铁路工程企业绿色铁路绿色建造能力系统动力学仿真