简介:介绍PID控制器的计算机仿真实验教学法。首先在Matlab中应用Simulink模块构建一个基于PID控制器的自动控制系统。然后通过仿真运行系统,对系统的动态响应曲线进行观察和比较,分析了PID控制器中比例、微分和积分各环节所起的作用。通过实验观察和分析,使学生对PID控制器各环节的作用有了直观明确的认识,取得了良好的教学效果。
简介:沿试验段侧壁发展的附面层是影响飞行器半模型实验数据精准度的主要因素之一.利用数值模拟方法验证了涡流发生器减小附面层影响的可行性,重点分析了安装角度、结构尺寸、安装位置及个数等设计参数对附面层内速度分布的影响规律,对涡流发生器尾涡强度以及沿流向的发展规律进行了初步探讨.结果表明,涡流发生器产生的尾涡能够有效改善附面层内的速度分布,进而减小附面层厚度,降低附面层影响;涡流发生器的后缘应略高于当地附面层厚度,安装角度、位置、个数等参数必须合理设计以减小涡流发生器对试验段主气流的影响.基于计算结果初步设计了可用于2.4m跨声速风洞半模试验段的涡流发生器,在亚声速范围内能够减小模型区侧壁附面层厚度66%左右,对核心流Mach数影响小于0.003,为涡流发生器的实际应用提供了依据.
简介:以恒电位法在pH=9.0碱性水溶液中碳纤维簇电极上镀单层锌,在含有组氨酸和电解氧化锌镀层下原位合成了锌-组氨酸-羟基络合物修饰碳纤维电极,模拟了生物酶识别痕量的硫氢酸根离子,优化了电极制备的条件。建立了开路电位测定硫氢酸根离子的方法,在中性水溶液中,该电极以开路电位变化响应注入溶液中的硫离子浓度,并可用能斯特方程描述开路电位变化的规律。方法的最低检出限为1.0×10μmol/L,检测范围为1.0×10~1.0×10-18mol/L,相对标准偏差为3.5%。对实际样品中硫氢酸根离子检测结果为1.12×10-13mol/L,加标回收率为109.2%。研制的电化学传感器具有响应快速,灵敏度高,检出限低,检测范围宽,仪器简单方便等特点。
简介:利用Geant4工具包,采用强迫碰撞方法,模拟氘氚聚变中子与反冲质子法脉冲中子探测系统中的聚乙烯靶作用产生反冲质子的过程,计算了反冲质子在不同厚度Si-PIN半导体探测器灵敏区中的能量沉积谱,并将模拟计算结果与实验结果进行比较,分析给出了探测器灵敏区厚度。结果表明,计算得到的探测器灵敏区厚度与探测器灵敏区真实厚度在3%以内吻合,证明了模拟计算方法的可行性。同时,还计算了不同厚度的铝吸收片条件下,反冲质子在探测器灵敏区内的能量沉积,得到了沉积能量随铝吸收片厚度的变化曲线,可为反冲质子法脉冲中子探测器系统设计提供参考。
简介:对真空康普顿探测器灵敏度构成进行了分析,得到了影响探测器能量响应的关键因素。使用蒙特卡罗方法对比分析了这些关键因素对探测器能量响应平坦性的影响。结果表明:发射极的材料及厚度是决定能量响应的最重要因素,不同材料、不同厚度的发射极,探测器能量响应曲线差异较大,对于高Z材料,厚度10μm量级与100μm量级,探测器能量响应曲线有着相反的变化趋势;前窗是影响探测器能量响应的次重要因素,前窗材料的种类对能量响应影响的分散性小于10%,而前窗材料厚度对探测器能量响应影响较大;后窗对能量响应影响的分散性小于5%;衰减物质使探测器对低能(〈0.4MeV)γ射线的灵敏度衰减较大,主要用来调整探测器对低能γ射线响应曲线的变化趋势。
简介:在动态网格上通过耦合求解流动控制方程和结构动力学方程,发展了一种舵面控制下飞行器运动响应过程中气动弹性数值模拟研究方法.流动控制方程采用N-S方程,结构动力学采用线性模态叠加方法,其中流动控制方程空间离散采用基于非结构网格的有限体积方法,对流通量采用计算HLLC格式,非定常时间离散采用基于LU-SGS的双时间步长方法.模拟中,气动运动和结构变形在双时间步长方法推进过程中采用改进松耦合方法,气动网格与结构网格之间信息交换采用无限平板样条法实现,飞行器的运动和变形采用基于重叠网格和Delaunay图映射变形网格相结合的方法进行处理.采用多个考核算例对发展的数值方法进行考核验证,结果表明该方法可以高效精确模拟舵面开环控制下飞行器运动响应过程中的气动弹性特性.
简介:采用理论分析和数值模拟相结合的方法,系统研究了尺度自适应模拟(scale-adaptivesimulation,SAS)和大涡模拟(large-eddysimulation,LES)的关联性问题.在理论分析方面,对比分析了系综平均和滤波的定义、Spalart-Allmaras(SA)湍流模型和动态亚格子(subgrid-scale,SGS)模型关于湍流黏性系数的求解方式.理论分析结果表明,系综平均等价于盒式直接滤波,SAS和LES的控制方程在数学形式上具有一致性;SAS存在过多的湍流耗散,主要来自于SA输运方程中的扩散项.在数值模拟方面,选取来流Mach数0.55,Reynolds数2×10-5的圆柱可压缩绕流为分析算例.计算结果表明,SAS和LES预测的大尺度平均流场信息几乎一致,SAS预测的湍流脉动信息略低于LES.SAS在圆柱近尾迹区的湍流耗散过大,而在稍远的尾迹区几乎能够完全等效于LES.