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气—固两相自由射流的粒子仿真方法

国防科技大学学报 2002年第3期24卷 9-12页

作者：黄琳刘君国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

采用粒子仿真方法直接跟踪颗粒相运动轨迹 ,采用NND格式求解NS方程 ,数值模拟了气—固两相自由射流流场。计算结果表明 ,将粒子仿真与CFD方法相结合是研究气—固两相流动问题的有效途径。

关键词：气-固两相自由射流粒子仿真两相流动 NS方程 CFD方法固体火箭发动机

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大气压氩气介质阻挡放电特性的一维粒子仿真

南昌大学学报（理科版） 2022年第1期46卷 16-23,31页

作者：孙安邦刘天旭叶书荣李昊霖西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

介质阻挡放电(DBD)是产生低温等离子体的一种常见放电方式。本文建立了大气压下氩气DBD的一维PIC/MCC模型,采用了粒子自适应权重(APM)以及基于OpenMPI的并行计算策略,考虑了带电粒子在介质板上的积累以及复合反应。本文针对频率500 kHz... 详细信息

介质阻挡放电(DBD)是产生低温等离子体的一种常见放电方式。本文建立了大气压下氩气DBD的一维PIC/MCC模型,采用了粒子自适应权重(APM)以及基于OpenMPI的并行计算策略,考虑了带电粒子在介质板上的积累以及复合反应。本文针对频率500 kHz,幅值电压3 kV正弦电压激励下放电的时空演化特性进行仿真研究,得到了其汤森放电、辉光放电等阶段中的放电特征,研究了电压幅值、气隙间距、介质板介电常数等参数对放电特性的影响。

关键词：介质阻挡放电氩气粒子仿真复合放电特性

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含缺陷固体发动机两相流场计算方法研究

固体火箭技术 2002年第4期25卷 21-26页

作者：葛爱学许少华薛相海国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两相流动中颗... 详细信息

通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两相流动中颗粒相对气体流动的影响。

关键词：固体推进剂火箭发动机裂纹粒子仿真两相流场计算流场

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真空沿面闪络全局模型与数值仿真综述

高电压技术 2023年第9期49卷 3801-3811页

作者：孙光宇张建威杨雄王超张舒郭宝烘黄昆连汝慧宋佰鹏张冠军西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室瑞士联邦理工学院(洛桑) 瑞士等离子体中心西安理工大学电气工程学院

数值模拟技术广泛应用于真空沿面闪络机理及其抑制的研究中。文章回顾总结了真空沿面闪络全局模型与数值仿真所涉及的物理过程、常用建模方法、技术难点以及相应解决手段，并对真空闪络数值仿真的后续发展进行了讨论。首先介绍了基于二... 详细信息

数值模拟技术广泛应用于真空沿面闪络机理及其抑制的研究中。文章回顾总结了真空沿面闪络全局模型与数值仿真所涉及的物理过程、常用建模方法、技术难点以及相应解决手段，并对真空闪络数值仿真的后续发展进行了讨论。首先介绍了基于二次电子发射雪崩理论的真空闪络全局模型，详细分析阴极三结合点处电子发射、介质表面二次电子倍增、介质表面气体解吸附以及最终沿面等离子体形成所包含的各物理过程，并按照闪络起始、发展和击穿，分3阶段介绍了对应粒子仿真所采用的建模理论、算法细节与仿真研究所得结果，主要包括阴极三结合点场致电子发射、介质二次电子发射、解吸附气体输运、电子-中性粒子碰撞等物理过程。文章随后回顾了基于全局模型的真空闪络抑制方法，主要包括通过电场优化降低场致发射，构造阻碍二次电子崩发展的表面微结构，以及抑制介质气体解吸附，并讨论了数值仿真在闪络抑制手段验证、开发中的重要作用。最后针对性地对其它非粒子模拟的分阶段闪络建模方法及其后续发展进行了讨论，包括动理学模型、流体模型、混合仿真模型以及体内体表联合模型。

关键词：沿面闪络真空二次电子发射阴极三结合点粒子仿真

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电推进粒子模拟中并行化方法研究综述

推进技术 2023年第6期44卷 150-170页

作者：任军学潘若剑毛仁凡汤海滨北京航空航天大学宇航学院北京102206 北京航空航天大学空间与环境学院北京102206 航天器设计优化与动态模拟技术教育部重点实验室北京102206 空间环境监测与信息处理工业和信息化部重点实验室北京102206

电推进装置的粒子模拟手段由于其第一性强、物理假设少的特点,可以很好地保留推力器的各种非线性物理过程性质,但计算负担极大,并行计算是一种有效方法计算时间的方法。本文总结了国内外研究现状;分析了粒子算法中并行计算的计算机实现... 详细信息

电推进装置的粒子模拟手段由于其第一性强、物理假设少的特点,可以很好地保留推力器的各种非线性物理过程性质,但计算负担极大,并行计算是一种有效方法计算时间的方法。本文总结了国内外研究现状;分析了粒子算法中并行计算的计算机实现,对并行计算的基础进行了介绍;针对并行计算中的关键技术问题,即粒子部分的并行算法设计、电磁场求解的并行算法设计和计算负载均衡问题进行了概述;最后对电推进装置中并行计算方法进行了总结和展望。

关键词：电推进粒子仿真并行计算电磁场求解负载均衡

强流脉冲电子束源陶瓷真空界面闪络特性及其抑制技术研究

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中国电机工程学报 2021年第19期41卷 6796-6805页

作者：荀涛孙晓亮朱效庆王朗宁李慧勤杨汉武刘金亮张军张建德钟辉煌国防科技大学前沿交叉学科学院湖南省长沙市410073 中国空气动力研究中心四川省绵阳市621000 宝鸡文理学院陕西省宝鸡市721013

作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次... 详细信息

作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次电子发射系数、二次电子倍增与碰撞电离等过程,仿真研究表面二次电子发射系数、表面解吸附气体、表面积聚电荷等因素对陶瓷沿面闪络的影响;在此基础上,结合工程样机,分别从降低表面二次电子发射系数和抑制二次电子倍增的角度,提出高温涂层和表面非周期波纹提高陶瓷耐压水平、抑制闪络的方法。在500k V、100ns、20Hz重频长脉冲平台上分别对上述2种表面处理的陶瓷真空界面开展耐压测试,结果显示:表面涂层和表面非周期波纹结构均可提高脉冲条件下陶瓷闪络电压,闪络电压提升幅度分别为12.4%和14.7%,且重频运行稳定。论文研究工作为强流脉冲功率领域陶瓷真空界面的设计与运行提供了重要参考。

关键词：强流电子束源陶瓷真空界面沿面闪络粒子仿真表面处理耐压测试

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E型波导振荡器反转永磁引导系统初步设计

强激光与粒子束 2023年第7期35卷 89-95页

作者：曾彩萍薛宇哲杜创洲尹磊徐彻刘庆想西南交通大学物理科学与技术学院成都610031

开展了E型波导振荡器永磁引导系统的物理与设计研究。对强流相对论电子束在理想方波形反转引导磁场中的传输条件进行了理论分析,给出了相对论条件下轴对称复合场中电子束的傍轴轨迹方程和最小引导磁场的计算公式。根据该理论分析,针对C... 详细信息

开展了E型波导振荡器永磁引导系统的物理与设计研究。对强流相对论电子束在理想方波形反转引导磁场中的传输条件进行了理论分析,给出了相对论条件下轴对称复合场中电子束的傍轴轨迹方程和最小引导磁场的计算公式。根据该理论分析,针对C波段E型波导振荡器高频互作用区的结构特点,设计了反转永磁引导系统,同时给出了漂移管内各个磁场分量的表达式。该系统由轴径向磁化空心永磁体组合产生反转引导磁场,永磁体的总质量约为2.5 kg。采用爆炸发射阴极,展示了强流相对论电子束在该引导磁场中的传输特性。研究结果显示,所设计反转永磁引导系统可引导400 kV、580 A的环形电子束稳定通过半径为6 mm的漂移管,带入器件,得到112.5 MW的4.8 GHz微波输出功率,效率为48.49%,确定了反转永磁引导系统应用于E型波导振荡器的技术可能性。

关键词：反转永磁引导磁场 E型波导振荡器强流相对论环形电子束粒子仿真能散度

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基于数字孪生技术的矿井风流调控虚拟系统设计与开发

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基于数字孪生技术的矿井风流调控虚拟系统设计与开发

作者：郭岳长安大学

学位级别：硕士

近年来,随着煤矿开采不断向数字化和智能化方向发展,为减少煤矿开采事故的发生率,将新技术应用到煤矿的安全生产领域就变成了关键。通风系统是煤矿开采作业的重要组成部分,传统通风方式风流状态不能实时调节,难以保障风场的合理分布,不... 详细信息

近年来,随着煤矿开采不断向数字化和智能化方向发展,为减少煤矿开采事故的发生率,将新技术应用到煤矿的安全生产领域就变成了关键。通风系统是煤矿开采作业的重要组成部分,传统通风方式风流状态不能实时调节,难以保障风场的合理分布,不能满足煤矿掘进过程中对风速、风向的动态调节。数字孪生技术是一种以建模、仿真和虚拟现实为核心,大数据和机器学习为依托的新技术。为解决上述问题,本文根据项目组新研发的煤矿综掘面风流调控系统的特点,设计与实现其数字孪生体模型。本文主要工作如下:(1)首先对项目组新研发的风流调控物理系统从原理、功能和组成等方面进行介绍,进而基于数字孪生技术建立其虚实映射模型,最后为风流调控系统物理世界和虚拟世界建立沟通桥梁数字孪生体模型,并对其整个传感体系所产生的孪生数据进行融合处理,建立风流智能调控决策系统。(2)分析总结风流调控虚拟系统的需求,建立符合实际需求的数字化模型,对虚拟模型主要部分风流调控装置的数化过程从几何模型、运动模型和控制模型三个层次进行建模,具体分为实体建模及渲染建立几何模型、风流调控装置运动分析及参数定义和虚实运动映射研究建立运动模型和3DMAX与Unity3D集成建立控制模型。(3)建立虚拟世界与物理世界的交互桥梁虚拟传感器,通过Unity3D工具实现了虚拟传感器模型配置、物理传感器采集数据图形化显示和瓦斯、粉尘浓度可视化粒子仿真。(4)在Unity3D工具下开发数字孪生风流调控系统原型,通过系统界面和系统功能展示验证系统设计的可行性和有效性。风流调控系统数字孪生体模型的建立是煤矿生产安全逐步走向智能化的方向性和技术性思路拓展,将为煤矿的安全开采提供重要保障。

关键词：数字孪生综掘工作面风流调控装置运动建模粒子仿真

基于电磁信号的故障电弧检测及其定位算法研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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基于电磁信号的故障电弧检测及其定位算法研究

作者：张千千上海交通大学

学位级别：硕士

统计表明电气火灾多年来都处于各类火灾统计数的前列,而故障电弧是引起电气火灾主要原因之一。随着电器设备的多样化和应用普及化,建筑电气线路日益复杂的背景下,有效检测建筑电气线路中故障电弧尤为重要。故障电弧发生时,除工频线路电... 详细信息

统计表明电气火灾多年来都处于各类火灾统计数的前列,而故障电弧是引起电气火灾主要原因之一。随着电器设备的多样化和应用普及化,建筑电气线路日益复杂的背景下,有效检测建筑电气线路中故障电弧尤为重要。故障电弧发生时,除工频线路电流与电压波形会产生变化外,其电弧放电过程中也会产生电磁信号,高频暂态电流,据此,论文提出了一种基于电磁信号的故障电弧检测方法。论文首先从微观角度研究了放电机理与放电过程,基于粒子网格-蒙特卡罗方法建立了建立了尖端放电仿真模型。通过对放电过程的仿真,研究了电弧初始放电阶段的带电粒子运动特性、放电脉冲电流的特性及其所激发电磁信号的机理。然后基于现有的局部放电特高频检测方法提出并研究了基于电磁信号的故障电弧检测方法。论文综合利用特高频天线,高频电流等传感器,对不同负载的故障电弧进行检测,验证了基于电磁信号的故障电弧检测方法的可行性。在电弧故障源定位方法方面,论文重点研究了基于到达时间差定位算法,并通过理论分析和仿真试验,对算法中时延估计的误差进行了分析,对故障电弧定位算法做了优化,并通过试验论证了优化算法的可行性。

关键词：故障电弧电磁信号粒子仿真定位算法时延估计