检索结果-南通市图书馆

空间引力波望远镜主镜组件结构设计及热稳定性分析

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光电工程 2024年第2期51卷 47-57页

作者：房思俊李博宏何斌武宇巍范磊 “天琴计划”教育部重点实验室天琴中心&物理与天文学院天琴前沿科学中心国家航天局引力波研究中心中山大学(珠海校区)广东珠海519082

针对空间引力波探测对望远镜系统提出的皮米级稳定性和λ/30波前误差的应用需求,提出了一种光机集成分析与优化方法。首先开展了主镜侧支撑点位置分析和支撑结构拓扑优化;然后基于并联Bipod连杆支撑的柔度矩阵,建立了各结构参数的评价函... 详细信息

针对空间引力波探测对望远镜系统提出的皮米级稳定性和λ/30波前误差的应用需求,提出了一种光机集成分析与优化方法。首先开展了主镜侧支撑点位置分析和支撑结构拓扑优化;然后基于并联Bipod连杆支撑的柔度矩阵,建立了各结构参数的评价函数,并通过Matlab分析初步确定柔性支撑尺寸参数取值范围;最后,搭建了光机集成仿真平台对结构进一步优化。结果表明,系统一阶频率为392.43 Hz,重力和温度载荷下主镜面形变化优于λ/60;在10μK/Hz^(1/2)的空间热扰动下,主镜组件尺寸稳定性在10 pm/Hz^(1/2)水平。

关键词：引力波望远镜 Bipod连杆支撑面形变化尺寸稳定性

空间引力波探测望远镜多自由度形变测量方法解耦研究与噪声分析

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光电工程 2024年第2期51卷 81-94页

作者：罗健宋婕房思俊孔繁乐闫勇 “天琴计划”教育部重点实验室天琴中心&物理与天文学院天琴前沿科学中心国家航天局引力波研究中心中山大学(珠海校区)广东珠海519082

空间引力波探测望远镜是引力波探测卫星的核心载荷之一,它同时对传输光束进行扩束和缩束。光程稳定性是望远镜的核心指标之一,其与望远镜结构稳定性密切相关。为了满足引力波探测任务对望远镜提出的超高光程稳定性和结构稳定性要求,必... 详细信息

空间引力波探测望远镜是引力波探测卫星的核心载荷之一,它同时对传输光束进行扩束和缩束。光程稳定性是望远镜的核心指标之一,其与望远镜结构稳定性密切相关。为了满足引力波探测任务对望远镜提出的超高光程稳定性和结构稳定性要求,必须对望远镜结构形变测量进行研究。本文开展了对空间引力波探测望远镜多自由度形变测量的研究,重点解决多自由度测量的耦合问题,并对误差来源进行详细分析。在空间引力波探测望远镜的研制阶段,该测量方法的研究有望满足望远镜多自由度形变测量的需求,为望远镜设计提供多自由度形变的数据反馈,为望远镜光程稳定性研究提供指导。

关键词：空间引力波探测望远镜形变测量多自由度解耦研究噪声分析

用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术

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光子学报 2024年第8期53卷 130-139页

作者：雷如梦李中超李孝燊苏俊昌刘伟中山大学物理与天文学院珠海519000 中山大学理学院深圳518000 深圳综合粒子设施研究院深圳518000

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非... 详细信息

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下,输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾,进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性,采用仿真结果中的最佳参数设置,成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出,与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比,本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。

关键词：多模态非线性光学显微成像增益管理非线性放大线性啁啾极端光谱展宽超短脉冲

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利用加速度计数据在轨标定重力卫星质心偏差

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第2期63卷 123-130页

作者：刘超群谷德峰黄志勇王傲明刘道平中山大学人工智能学院广东珠海519082 “天琴计划”教育部重点实验室/天琴前沿科学中心/国家航天局引力波研究中心广东珠海519082 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

针对重力卫星质心偏差在轨标定的问题,提出了一种仅使用加速度计数据进行质心在轨标定的方法:以1A级加速度计数据作为输入,采用Butterworth滤波去除数据中的噪声,提取质心标定机动产生的线性加速度和角加速度信号,最后结合最小二乘原理... 详细信息

针对重力卫星质心偏差在轨标定的问题,提出了一种仅使用加速度计数据进行质心在轨标定的方法:以1A级加速度计数据作为输入,采用Butterworth滤波去除数据中的噪声,提取质心标定机动产生的线性加速度和角加速度信号,最后结合最小二乘原理对质心偏差进行标定。利用GRACE-FO C星的加速度计数据对提出的质心标定方法进行验证,估计了C星发射至今的质心偏差。结果显示,三轴的标定精度均优于10μm,与利用姿态数据计算的质心偏差在三轴方向上的互对比差异(RMS)为[9.6,9.3,7.9]μm,与喷气推进实验室(JPL)公布结果的RMS为[7.4,3.8,4.7]μm。与传统方法不同,由于仅使用了加速度计测量数据,该方法可用于卫星姿态缺失情况下的质心在轨标定。

关键词： GRACE-FO 重力卫星加速度计质心标定

模拟LISA数据挑战中的随机引力波背景辨识

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中国科学:物理学力学天文学 2024年

作者：程俊李恩坤李长生杨江河湖南文理学院数理学院光电信息集成与光学制造技术湖南省重点实验室 “天琴计划”教育部重点实验室中山大学天琴中心&物理与天文学院天琴前沿科学中心国家航天局引力波研究中心广州大学天体物理中心

探测随机引力波背景,揭示极早期宇宙的演化过程和天体物理源族群特性是空间引力波探测计划的主要科学目标之一,将对基础物理和天体物理学产生重大影响.本文系统阐述了单个空间引力波探测器探测随机引力波背景的零通道方法,并对仪器噪声... 详细信息

探测随机引力波背景,揭示极早期宇宙的演化过程和天体物理源族群特性是空间引力波探测计划的主要科学目标之一,将对基础物理和天体物理学产生重大影响.本文系统阐述了单个空间引力波探测器探测随机引力波背景的零通道方法,并对仪器噪声进行了详细的建模与分析.在此基础上,我们对模拟LISA数据挑战中的项目3.5展开实战.在贝叶斯数据分析框架下,本文采用马尔科夫链蒙特卡罗算法对模拟数据集中的物理参数进行评估,成功反演出仪器噪声和随机引力波背景,实现了对复杂噪声中随机引力波背景的精确辨识.

关键词：随机引力波背景空间引力波探测器马尔科夫链蒙特卡罗算法

利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 27-35页

作者：孟云鹤侯佳睿罗宇飞中山大学人工智能学院广东珠海519082 中山大学物理与天文学院广东珠海519082

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行... 详细信息

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。

关键词：空间引力波探测器连续推力平衡飞行轨道捕获最优控制

红层软岩软化的微–细–宏观界面关联过程与跨尺度级联效应

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岩石力学与工程学报 2024年第5期43卷 1241-1254页

作者：廖进兰春晖吴勇桃刘镇周翠英中山大学土木工程学院广东广州510275 中山大学广东省重大基础设施安全工程技术研究中心广东广州510275

红层软岩灾变与水–岩界面作用过程密切相关,研究微–细–宏观关联过程与级联效应对于揭示其灾变机制具有重要意义。目前对软岩软化的研究主要集中于细宏观水–岩界面的表观特征,微–细–宏观界面关联特性及其跨尺度级联效应仍需进一步... 详细信息

红层软岩灾变与水–岩界面作用过程密切相关,研究微–细–宏观关联过程与级联效应对于揭示其灾变机制具有重要意义。目前对软岩软化的研究主要集中于细宏观水–岩界面的表观特征,微–细–宏观界面关联特性及其跨尺度级联效应仍需进一步研究。针对这一问题,通过对软岩软化界面反应过程的微观化学反应、细观物理特性与宏观力学作用进行分析,建立水–岩界面的关联过程。依据能量流理论与级联概念,对软岩破坏的跨尺度级联效应进行分析。结果表明,水溶液阳离子浓度、软岩颗粒骨架外孔隙的占有比例和软岩崩解物质量3个因素,可以很好地阐述水–岩界面的关联过程。软岩软化过程中微–细–宏观级联因子均呈现逐级递增的趋势。解决了红层软岩软化水–岩界面关联过程的不完善与级联效应的跨尺度问题,为揭示软岩软化的深层次机制提供参考。

关键词：岩石力学红层软岩软化微–细–宏观界面关联跨尺度级联效应

蜂窝多孔结构表面强化沸腾传热的数值模拟研究

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1470-1475页

作者：洪敏张轩莫冬传吕树申衡益中山大学计算机学院广州510006 中山大学材料学院深圳518107 广东省先进热控材料与系统集成工程技术研究中心广州510275

本文将CT扫描获取的蜂窝多孔表面的3D几何结构用于池沸腾两相流数值模拟,完整地模拟了气泡成核、生长及脱离的过程。气泡动力学以及加热面热流密度分布表明蜂窝多孔表面的孔洞约束了气泡生长及合并,使得气泡脱离直径较小,脱离频率加快... 详细信息

本文将CT扫描获取的蜂窝多孔表面的3D几何结构用于池沸腾两相流数值模拟,完整地模拟了气泡成核、生长及脱离的过程。气泡动力学以及加热面热流密度分布表明蜂窝多孔表面的孔洞约束了气泡生长及合并,使得气泡脱离直径较小,脱离频率加快。成核位点数目增多,单位时间脱离壁面的气泡数目增多。因此,蜂窝多孔表面具有的蜂窝孔可以加速气泡脱离以及具有丰富的成核位点是增强加热面整体散热性能的主要原因。

关键词：蜂窝多孔表面 CT扫描池沸腾数值模拟

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空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 1-17页

作者：张锦绣陶文舰连晓斌王继河孟云鹤刘源中山大学航空航天学院广东深圳518107 中山大学物理与天文学院广东珠海519082 上海卫星工程研究所上海201109 中山大学人工智能学院广东珠海519082

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计... 详细信息

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。

关键词：无拖曳航天器空间引力波探测轨道设计与控制无拖曳与姿态控制惯性传感器与执行机构飞行演示验证