模拟飞行精选(九篇)

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第1篇：模拟飞行范文

关键词 飞行模拟器 组成 信息化 控制

中图分类号：V217.4 文献标识码：A

Flight Simulator Composition and Control Technology Application

YANG Su

（Civil Aviation Flight University of China Suining Sub-college， Suining， Sichuan 629000）

Abstract Flight simulator is a device commonly used in aviation technology， which gained popularity in real flight simulation， can be of various flight control platform automation and simulation scenarios to play out the effect of artificial intelligence control. Traditional flight simulator has been unable to adapt to the requirements of high-end technology， in terms of flight instruction showing the obvious defects， reducing the safety of flight equipment work. Development of new simulation equipment is a necessary requirement for technological innovation； technological innovation is one of the current transformations of the domestic main content. Analysis of the composition and function of the core Flight Simulator will simulate information technology into operations， the establishment of modern analog control systems.

Key words flight simulator； composition； information； control

飞行模拟器可作为科研事业的模拟装置，对航空飞行活动进行“真实”的情景模拟，为飞行装备正式运行做好充分的模拟测试。随着信息科技的快速发展，飞行模拟器也采用了多种信息科技，计算机技术、无线传感技术、无线通讯技术等，为模拟器智能化控制创造了条件。根据现代信息科技的主要构成，以计算机技术、传感技术、通信技术为指导，演示为数字技术、遥控技术、无线技术等，对飞行模拟器自动化控制进行升级，保证飞行模拟器的智能化控制。

1 飞行模拟器研究意义

航空工程改造是国防系统建设的核心内容，为了不断优化现有军用武器装备，引用高端科技辅助军用设备操作是极为重要的。通过操作飞行模拟器，不仅减小了航空飞行装备的危险系数，且能在短时间内快速地完成各项飞行任务。本次首先研究了飞行模拟器的主要构成，涉及到模拟座舱、运动系统、视景系统、计算机系统等；其次研究了新型飞行模拟器的控制技术，注重信息科技的多项应用。①该项目完成后，不仅提高了模拟飞行器的工作性能，实现了人机一体化控制与无线传感控制；同时减小了航空营运事故的发生率，降低了航运设备的能耗系数；最终带动了收益额度的持续增长。

2 飞行模拟器的主要组成

（1）模拟座舱。座舱是飞行驾驶人员的“工作区”，执行飞行任务时对保持正确坐姿是很重要的。为了帮助飞行员找到最佳的位置，可选用训练用飞行模拟器的模拟座舱，其内部的各种操纵装置、仪表、信号显示设备等与实际飞机几乎完全一样，它们的工作、指示情况也与实际飞机相同。因此飞行员在模拟座舱内，就像在真飞机的座舱之中。

（2）运动系统。它是用来模拟飞机的姿态及速度的变化，以使飞行员的身体感觉到飞机的运动。飞行机器运动系统工作状况，决定了整个飞行操作的工作效率，必须要结合飞行机器结构组装运动系统。先进的飞行模拟器，其运动系统具有六个自由度，即在三维坐标中绕三个轴的转动及沿三个轴的线位移。

（3）视景系统。它是用来模拟飞行员所看到的座舱外部的景象，从而使飞行员判断出飞机的姿态、位置、高度、速度以及天气等情况。②先进的视景系统，是用计算机来产生座舱外部的景象，然后通过投影、显示装置显示出来。虽然飞行模拟器的视景范围属于虚拟状态，但其同样为飞行员提供了真实的操作场景。

（4）计算系统。飞行模拟器就是一个实时性要求很高、交流的信息量很大，精度要求较高的实时仿真控制系统。计算机系统承担着整个模拟器各个系统的数学模型的解算与控制任务，其可以由单一主控计算机作为数据处理平台，也可安装多台计算机作为并行处理系统，大大提升了飞行时相关数据的处理效率。

（5）教员控制台。它是飞行模拟器的监控中心，主要用来监视和控制飞行训练情况。它不但能及时显示飞机飞行的各种参数，飞机飞行的轨迹，而且还能设置各种飞行条件。航空飞行离不开地面指挥中心的全程调控，较远控制台也是飞行模拟器涉及的主要内容，重点按照飞行要求执行调控指令，保持空间飞行与地面控制的一致性。

3 新时期飞机模拟器控制技术应用

（1）传感技术。侧重传感信号的处理和识别技术、方法和装置同自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术结合，发展支持智能制造、智能机器和智能制造系统发展的智能传感技术系统。对行模拟器来说，其本身就是对人工操作的综合模拟，设置传感系统可感应人工动作信号，为飞行器调控提供正确的指导。③未来模拟器融入传感技术具有更便捷的操作性能，为驾驶人员创造更加真实的飞行场景。

（2）无线技术。飞行模拟器能够模拟的对象很多，主要集中于各类飞行装备，包括：飞机、卫星、导弹等，大部分集中于军事科技改造。地面指挥中心遥控飞行器，必须要由超远程的无线控制平台，这样才可准确地传递飞信信号。模拟器配备超远程无线技术是不可缺少的，无线图像监控系统工作频率高，相对波长短，其绕射能力差，传输时，必须满足视距条件，即接收和发射天线之间无遮挡，有遮挡时可加大功率绕射或设立中继站发站。

（3）数字技术。数字科技是一项与电子计算机相伴相生的科学技术，借助一定的设备将各种信息，包括图、文、声、像等转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”，再进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。信息化是人类社会活动的必然趋势，计算机在推动信息化发展中占有重要作用，帮助用户解决了高速计算时遇到的种种问题。软件是计算机程序或指令硬件运行的数据集，其对于数字模拟器整体功能发挥有着很大的影响。

（4）人机技术。当前，飞行模拟已经成为航空科技研究必经的环节，任何一项航空飞行都必须事先经过模拟，确定无误后再正式进入飞行动态。模拟不仅减小了正式飞行的风险系数，也大大改善了飞行器的可调度功能。④航空器执行飞行任务中，所有操作都由驾驶人员参与操作，选定人机技术是飞行器控制技术的关键。例如，根据人机工程系统可灵活地调整飞机舱座椅，使驾驶人员出于最舒适的操控状态，有助于提高飞行机器的操作效率。

4 结论

飞行模拟器是现代军事工程信息化改良的重点对象，适用于高端航空飞行器装备的全面升级。为了保证各项飞行任务的有序进行，事先模拟飞行器空间运行状态是很有必要的，其能够及时发现飞行机器、飞行轨迹存在的问题，严格防范了实际飞行中各类事故的发生。

注释

① 许飞.我国航空飞行科技装备控制改造与升级研究[J].中国航空科技，2012.18（6）：12-14.

② 金子文.GPS定位系统应用行模拟器调试控制[J].科技创新导报，2011.32（17）：32-34.

第2篇：模拟飞行范文

空间碎片迫使航天员藏身俄飞船

3月24日，俄罗斯一颗报废卫星的一块残片迫使国际空间站上的6名航天员躲避到充当站上救生艇用的两艘俄联盟号载人飞船内，以便能在必要时迅速脱身。碎片最终从距站11千米处安全飞过。虽然撞到空间站的机率很小，但因发现较晚，已来不及规划实施大型机动，而一旦相撞后果严重，所以地面控制部门下令站上6人藏身到对接在站上的两艘联盟号飞船内。这是站上航天员12年来第三次因有空间碎片飞近而躲到飞船内。这块碎片是俄“宇宙”2251军事通信卫星的一块残片，据称尺寸较小。该卫星2009年同美国“铱”33卫星相撞，形成约2000块新碎片。(阳光)

“质子”号发射“国际通信卫星”22

3月26日，国际发射服务公司的俄制“质子”M／和“风”M火箭在拜科努尔发射场成功发射了国际通信卫星公司的“国际通信卫星”22通信卫星。卫星被送入远地点约6.5万千米的超同步转移轨道，据称由此可节省燃料。“国际通信卫星”22由波音空间与情报系统公司建造，采用波音702MP中等功率新型卫星平台，是首颗被发射入轨的采用该平台的卫星，发射重量6199千克。它将接替东经72度轨位上的“国际通信卫星”709，利用其48路C波段和24路Ku波段36兆赫等效转发器向非洲、亚洲、欧洲和中东的媒体、政府和网络服务用户提供服务，预计将能工作18年。(江山)

“龙”飞船将发往国际空间站

飞往国际空间站的首艘商业飞船推迟到5月发射。由太空探索技术公司研制的这种“龙”无人货运飞船此次将执行的是一项验证任务。发射原定在2月初进行，但因需用对飞船及其软件进行测试而推迟。飞船将由太空探索公司的“猎鹰”9火箭发射，如获成功，将成为首艘同国际空间站交会对接的私营飞船。此次试飞是美商业航天飞行业向前迈出的关键一步，将试验飞船为空间站运送货物的能力。飞船靠近空间站后，站上航天员将利用站上机械臂将其捕获，然后装到“和谐”节点舱面向地球的一侧。“龙”飞船首次试飞是2010年12月进行的。它当时绕地球飞行了两圈，然后溅落到太平洋上。太空探索公司若成功满足了相关要求。将可从美航宇局拿到总共3.96亿美元的经费支持。(江山)

第3篇：模拟飞行范文

[关键词]气源，电动运动系统，电动作动筒，伺服放大器，FMDS、MACS软件

中图分类号：V278.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0374-01

一. 引言

飞行模拟机是在地面上人工营造一个仿真的环境，以模拟飞行器在整个飞行过程中的各种飞行条件、飞行状态和飞行环境。这个仿真环境主要由座舱仪表系统、视景系统、运动系统、音响系统等几大部分构成，从而形成一个交互式的视、听、感三觉合一的虚拟飞行环境。在这个环境中，飞行员可以无风险地进行各种科目的训练。运动系统是模拟机重要的组成部分，它以六自由度运动平台的结构形式，承载模拟飞行座舱，并在计算机实时控制下，产生多种姿态的六自由度瞬时过载仿真，如俯仰、偏航、横滚、升降、侧向纵向平移等。从而使飞行员感受到飞行过程中产生的过载动感、重力分量的持续感以及抖动冲击等信息。现代应用于模拟机的主要是液压运动系统，但随着大功率直流电机和矢量控制技术的发展，电动运动系统开始逐步替代液压运动系统，它具有作动筒走位精确、噪音低、无污染等特点。其中，以荷兰MOOG公司的E-Cue 636-8000i电动运动系统尤为突出，他利用辅助气源为作动筒提供高压空气以支撑静载荷，电机执行计算机指令驱动作动筒产生加速度，从而逼真地仿真了飞机的运动感觉。

二. 气源辅助式电动运动系统的结构

E-Cue 636-8000i电动运动系统主要由三部分组成：6自由度运动平台、气源系统、控制系统。六自由度运动平台结构如图一所示。

它主要由运动基座、作动筒、平台和相关的高压气管，电缆等设备组成。运动平台由三个独立的地面基座安装于地面，在每一个地面基座上由一个铰接组件连接两个电动作动筒。铰接组件由滚珠轴承和圆锥轴承构成二自由度旋转结构。与之对应的是连接连接作动筒和运动平台的三个上部基座，由二自由度旋转滚珠轴承铰接组件构成。运动平台上就可以安装飞行模拟机训练舱室，作为容纳设备和人员的空间。

电动作动筒的主体是由滑动轴承连接的钢制伸缩套管电动缸体结构，他的内部结合了一个空气承压活塞和一台直流无刷电机。在运动平台需要升起时，空气活塞由气源供给10bar的气压，承担平台升起至中立位的静载荷。直流无刷电机的转子与电动缸中的传动滚珠丝杠连接，滚珠丝杠再与活塞连接。在直流电机动作时，丝杠将直流电机转子的旋转运动转化为直线运动，推动活塞运动，六个作动筒在计算机的指令下协同动作，从而使运动平台产生六自由度运动。滚珠丝杠传动机构具有良好的加速性，承载力，其抗振动性能也极为优越，能制造出强烈的瞬时加速度和持续受力感。

辅助气源系统由空压机、缓冲储气罐、空气干燥机、主储气罐等组成，并由承压软管相连接。如图二所示。

主储气罐直接与电动作动筒气压活塞缸相连并提供压力。在升起平台时由此压力推动六个作动筒至中立位，因此，平台升起至中立位的静载荷完全由气压承担，电动作动筒中的电机只是在飞机机动时根据运动计算机指令做加速、减速动作，从而大大减轻了电机的负载，降低了电机的发热和磨损。同时，电机的尺寸也可以减小而适合内置到作动筒内。

运动控制柜主要由运动计算机、伺服放大器、逻辑安全电路和相应的电气控制电路组成。它们与安装在电动作动筒上的编码器和位置传感器构成了完整的闭环控制电路，并提供了人为干预和维护运动系统的人机界面。

三. 气源辅助式电动运动系统的工作原理

E-Cue 636-8000i气源辅助式电动运动系统中，控制整个系统工作的核心是运动计算机和伺服放大器，它们与安装在电动作动筒上的编码器和位置传感器构成了完整的闭环控制电路。系统机构如图三

在模拟飞行过程中，模拟机的主控计算机进行飞行数学模型的解算，并将解算出来的飞机在各种飞行状态下的飞行参数下发到运动计算机。飞行参数主要包括俯仰、偏航、横滚三个轴向的角速度、角加速度、线加速度及姿态角等参数。运动计算机中的软件模块FMDS（FCS运动驱动软件）将这些参数依据运动驱动算法转换为六个作动筒的协同动作从而形成运动平台的线加速和角加速运动，模拟出接近真实的飞行过程中的动感体验。

运动计算机通过Canbus总线与伺服放大器接口，同时它通过DI/DO接口卡与作动筒位置传感器和安全逻辑电路借口，构成闭环控制回路。运行在运动计算机中的软件模块MACS（运动控制器软件）控制每个作动筒的状态，并以速度、位置、加速度作为反馈，在FDMS指令下解算闭环伺服数学模型。MACS模块还具有速度和动态加速度限制功能，在作动筒伸出至极限位置或在回收时限制其动作速度和加速度。伺服放大器将MACS模块解算的作动筒信号经滤波、放大后直接输出给电动作动筒内置的直流无刷电机，控制电机的动作。同时，它还通过传感器监控电机的转速、电流、温度，当这些参数超限时，伺服放大器可直接停止电机工作并激活作动筒机械刹车，使作动筒立即处于冻结状态，避免意外事故发生。

运动计算机通过TCP/IP协议与模拟机主控计算机组成局域网进行数据通信。同时局域网上可以连接维护计算机以监控运动系统状态和调试各项参数。

第4篇：模拟飞行范文

关键词：消费电子产品；逆向物流；运作模式

中图分类号：F724.6 文献标识码：A

引言

近年来，关于废旧消费电子产品处置不当引发环境危害的状况引起 了世界各国政府、企业和民众的广泛关注。工信部《2011年电子信息产业统计公报》，2011年，我国彩电、计算机、手机、相机等主要电 子产品产量占全球出货量的比重分别达到48.83%、71.6%和92.6%，均名列世界第一，并且每年以较高的速度继续增长[1]。联合国近日公布的报 告中指出，全世界每年制造的大量电子废弃物大部分产生于欧美发达国 家，其中欧洲占四分之一，世界上80%的电子垃圾被运往亚洲，而中国 却接纳了这80%中的90%，成为了世界上最大的电子产品垃圾场。

我国消费电子产品逆向物流实施的现状我国消费电子产品逆向物流的实施还处于萌芽阶段，很多企业还没 意识到逆向物流的重要性，但是在国外特别是发达国家和地区，普遍受到政府和企业的重视，发展已相当成熟。当前，我国国内尚无一家电子 产品制造企业建立完善、高效的逆向物流回收系统，未形成规格的回收处理产业，导致我国电子电器产品的回收主要由大量私营垃圾回收点或 拆解作坊在从事回收处理工作，整个回收市场基本处于无序和混乱的状 态。目前，已确定了浙江省、青岛市作为国家废旧家电回收处理试点省 市。虽然在各政府部门和企业的共同努力下，取得了一定的成效，但是由于处理技术跟不上，没有能力处理，大量废旧电器产品只好在仓库进 行囤积，加大了运作的成本。目前，我国电子电器产品的逆向物流实施 主要存在以下问题： 一、缺乏完善的物流系统 我国逆向物流发展还处于初级阶活动，对废旧家电通过“以旧换 新”等方式进行了回收，但是大部分企业段，但最近几年由废弃电子产 品引发的环境问题也引起了政府的重视，并出台相应的法律法规来规范 企业对废弃物的回收和处理。虽然大多数家电企业为了响应国家的政策 号召，逐步开始实施废弃家电的逆向物流还尚未建立一个完善而有效的 回收网络体系，废旧电子产品处理主要还是由一些走街串巷的“垃圾收 购大军”收走，回收缺乏系统性和科学性，而作为废旧电子产品回收责 任方的生产企业却没有承担其相应的回收责任。

二、回收再处理工艺水平低下

目前，大部分的回收企业规模都相对较小，技术水平不高。特别是 家电产品，科技含量高，元部件价值较大等特点决定了其回收处理需要 较高的技术水平和相应的拆解设备。一般规模的家电企业和小作坊无 法承担这部分投资，通常采用传统的酸泡、火烧等落后的处理工艺，不 仅无法发掘废旧产品的再利用价值，而且会产生大量的废水、废气、废 渣，随意丢弃或掩埋电子废弃物，大量有害重金属和有毒化学物质将渗 入地下，造成地下水严重污染，如果进行焚烧处理，则会释放大量有毒 气体，造成空气污染或引起更严重的酸雨危害。

三、回收激励机制不得力，法律法规实施不到位 虽然国务院公布了《废弃电器电子产品回收处理管理条例》，并在 2011年1月1日起已开始实施，但是在实施过程中对各个环节违法行为的 法律责任划分不够明确，处罚力度不够大[2]。中国现阶段，小作坊式 的个体家电回收者充斥整个回收市场，秩序混乱，处理方法简单且拆卸 随意，容易将污染物流入环境，对大气、土壤、河流等自然环境造成严 重的破坏。因此，政府在颁布相关法律法规的同时，也要出台相应的激 励机制来确保提高废旧电子产品的回收利用率。

四、全民环境保护意识落后

中国消费者的环保意识淡薄，一些消费者为了眼前的经济利益通常 把废弃电子产品卖给一些流动的回收小贩或小型的家庭作坊。因此，要 进一步加强对各个层次各种渠道的环保法律法规的宣传，增强消费者的 环保意识，鼓励消费者购买那些承诺产品生命周期结束后进行有偿回收 的企业的产品，其次鼓励消费者把废旧产品卖给有资质的合法的回收处 理公司，使全社会公民都自觉地参与废旧电子产品的回收使用，提高公 众的环保意识。

逆向物流运作模式比较与影响因素分析

（一）逆向物流自营模式解析

由生产企业独立建立的逆向物流网络称为自营模式，企业自身承担 本报废产品的回收、处理业务。就目前而言，能够采用自营模式的也主 要是规模较大或经济实力雄厚的制造企业。根据统计，产品种类越多， 数量越大，废旧产品回收后重新利用的机会就越高，因此企业可获得较 高的潜在利用价值，易赢得竞争优势。同时，这种模式还可避免企业商 业机密泄露并可增强企业对供应链的控制能力。

图3.1逆向物流自营模式示意图 1、消费电子产品逆向物流自营模式的特点 在发达国家，消费电子产品逆向物流主要采取自营模式，其主要的 优势是企业对供应链的控制力较强，有利于降低企业经营成本，和传统 的正向物流相比，逆向物流自营模式有以下特点： （1）竞争力有所增强。从节约资源，最大限度减少原料采购成本__角度来看，自营模式无疑是可取的，同时还可实现正向物流与逆向 物流的结合，有利于成本核算、保护商业机密和产品品牌。

（2）回收处理效率较高。由于企业本身规模大，同时针对的都是 自己生产的产品，因此实现资源高效地回收比较容易，通过专业化处理 流程快速处理废旧产品，节约处理成本。

（3）有利于信息反馈及产品改进。采用自营模式企业通过自建的 逆向物流系统可以快速高效地将不合格的产品召回到回收中心，通过检 验分析，对客户的投诉快速做出反应，有利于信息的收集反馈，及时改 进产品，提高客户的满意度。

（4）财务风险加大。自营运作模式是一种高度专业化的模式，自 营模式需要企业投入大量的财力、人力、物力，特别是对中小企业来 说，这种模式分散了有限的资金和人员，使得经营风险大大提高。

2、消费电子产品逆向物流自营模式的适用条件

自营模式一般仅限于大型企业，而且要求回流物品范围广，种类 多，回收再利用价值高的情况。目前，只有一些著名企业，如东芝、 IBM、松下、NEC等才有能力去执行，它们自建的逆向物流系统都已经 开始进行回收业务，每年均可为公司节约数百万美元[3]。

（二）逆向物流的联盟模式解析

生产相同或相似电子产品的企业通过合资的或相互持股的方式建立共同的逆向物流系统称为逆向物流联盟模式。企业彼此之间形成一种风 险互担，彼此信任，收益共享的伙伴关系，并承担相应的职责和相关费 用。物流联盟是现代电子产品制造企业的一项重要战略决策。

在联盟模式中，经常包括不同类型的电子企业，其中有生产企业， 有电子垃圾回收企业，有电子垃圾处理企业等。联盟模式不但可以有效 减轻单个企业建立和运行逆向物流系统的财务风险，而且可以发挥各企 业的专业技术优势，使得规模化经营更加便捷，同时可以有效保证各加 盟企业的廉价原材料供应，实现互利共赢。

图3.2 逆向物流联盟模式示意图 1、消费电子产品逆向物流联盟模式的特点联盟模式下的逆向物流运作，有别于自营和外包模式，主要有以下 几个方面的重要特点： （1）规模效益。联盟模式有利于企业建立战略合作伙伴的关系，合 作时相互信任，共享信息，实现企业间的互利共赢。联营方式也有助于单个企业减少自建逆向物流系统的资金压力，资产专业性强，实现管理 和经营的规模效应 （2）降低交易成本。企业的联盟组织直接交流，可以最大限度减少 企业另外寻找交易对象产生的信息支付费用，控制较低的交易成本。同 时，联盟经营通常具备一定的运营规模，回收产品统一运输，物流成本 也降低了。由此可见，消费电子产品逆向物流联盟模式的实施，可以大 大降低成本。

（3）逆向物流专业化程度较高。联盟模式能够有效提升回收中心处 理的产品数量和产品种类，员工为经过拆卸和回收处理技术培训的专业 逆向物流人员，与自营物流相比，肯定处理效率更高，对回收垃圾的处 理能里更强，有助于提高废旧电子垃圾的处理量，因此对于中小企业来 说，联盟模式显然优于自营模式。

联盟模式也存在着回收产品信息反馈不及时，缺乏准确性，同时会 制约企业成本核算和产品设计的改进。联盟经营在经验、管理、合作伙 伴的选择和成果的分享都存在局限性，物流管理水平也比不上专业化的 逆向物流公司，在这方面，自营模式更具有优势。

2.消费电子产品逆向物流联盟模式的适用条件 电子产品、塑料制品、废旧家用电器等是适合联盟模式经营的企业 产品。主要是因为这些产品的再利用价值比较高，有些稍作处理就能进 入二手市场销售，有些零配件经过处理可以重新利用，有些拆卸后可做 为原料在进入生产领域实现资源循环利用。

（三）消费电子产品逆向物流的外包模式解析

外包模式，顾名思义就是由专门从事逆向物流服务的企业来负责实 施的运行模式。生产企业通过支付费用，与外包企业签订协议来完成整 个你想物流的过程，该模式是目前消费电子产品逆向物流运营的新趋 势，同时也是第三方物流业发展的重要利润源泉。外包给第三方服务 商，可以将逆向物流专业化程度提高，同时管控企业投资风险，由于外 包服务是通过对多个客户业务的整合，实现管理和运作规模效益，加上 专业化运作，也可以提高服务质量。此外，进行逆向物流外包以后，企 业可以致力于发展核心业务，从逆向物流的角度改进产品设计和原材料 的选用，及时优化产品，提升竞争力。

图3.3逆向物流外包模式示意图 1、消费电子产品逆向物流外包模式的特点目前，大多数经营项目非常适用企业物流外包模式，对于一些经济 和技术实力较弱的小型电子产品生产企业来说，逆向物流产品产生的时 间、地点和数量几乎无法预料，企业难以掌控，因此，外包逆向物流业 务有利用降低企业的经营成本。通常逆向物流的外包模式主要有以下特 点： （1）制造商从这个系统中获得利益。外包形式对于管控逆向物流过 程中产品回收和分销市场波动出现的不确定风险，这种模式使他们既担 起了产品末端的责任又降低了投资风险。

（2）企业可以集中精力发展主业。尤其小微电子产品制造企业，从 降低成本的角度来看，外包逆向物流无疑是可取的。同时，规模较大的电子产品制造企业，外包逆向物流同样可以大量减少在逆向物流上的成 本支出，使企业将精力集中到核心业务上，增强核心竞争力。企业可以 根据需要将逆向物流一个或几个环节外包给第三方物流企业，也可以将 所有业务外包出去。

但是外包模式存在着风险，企业将逆向物流授权给第三方公司，存 在产品设计信息和生产专利泄露的风险，也不利于企业收集反馈信息和 对产品设计的改进，企业的控制能力减弱。同时，第三方逆向物流企业 有可能会凭借企业对其依赖性，存在其提高服务价格的风险。

2、消费电子产品逆向物流外包模式的适用条件

消费电子产品逆向物流外包的模式适用于逆向物流的绝大多数企业经营项目，比如产品退货、维修、召回和废旧物品的回收，都可以部分 或全部采用外包模式。

本文通过对我国消费电子产品逆向物流模式的研究，分析了消费电 子产品逆向物流实施的现状和存在的问题，提出了逆向物流三种主要运__行模式：自营模式、逆向物流联盟模式、逆向物流外包模式，并分析了 企业在逆向物流模式的特点及适用条件。通过对消费电子产品逆向物流 模式的探讨，得出如下结论：首先，基于每种模式的使用对象的不同， 消费电子产品企业应根据自身状况来选择合适的逆向物流模式；其次， 企业在选择逆向物流模式时，要先进行影响因素的考虑再做出科学决 策；最后，要想改变我国目前消费电子产品逆向物流模式简单、无序的 局面，需要每个利益相关体的共同参与。

[1]刘平宇.论循环经济发展的必然性【J】.绿色经济，2010，（5）：18-21 [2]柳键.供应链的逆向物流【J】.商业经济与管理，2002，（6）：11-13

[3]王长琼.国外逆向物流的经济价值及管理策略初探【J】.外国经济与管理 2003，（8）：22-25

第5篇：模拟飞行范文

关键词:修正剑桥模型;三轴剪切试验;Abaqus数值模拟;应力路径;粗粒土

中图分类号:TU411 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-07-0048-1

0 前言

粗粒土在自然界分布广泛,储量丰富。由于它具有压实性能好、透水性强、填筑密度大、抗剪强度高沉陷变形小承载力高等工程特性,因此在工程建设中得到了广泛应用。随着高土石坝、高层建筑物的发展及电子计算机的应用,为适应土工建筑物应力、应变分析的需要,粗粒土应力应变关系成为重点研究的内容。其研究成果为进行高土石坝应力应变分析发挥了积极作用。

三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法,它通常用3-4个圆柱形试样,分别在不同的恒定周围压力(即小主应力σ3)下,施加轴向压力,即产生主应力差(σ1-σ3),进行剪切直至破坏,从而得出一系列的岩土类材料的“应力-应变-强度”试验曲线,然后根据摩尔-库仑理论,求得抗剪强度参数及其它所需的参数。

在分析了岩土材料的“应力-应变-强度”特性之后,自然会想到岩土类材料应力应变符合怎样的普遍规律,即所谓的本构理论,剑桥等向硬化模型便是早期由剑桥大学Roscoe教授等人提出的,征对岩土类材料的应力应变关系理论。后来,Roscoe和Burland两人又将“帽子”屈服准则、正交流动准则和加工硬化规律系统的运用于剑桥模型,并提出了临界状态线、状态边界面、弹性墙等物理概念,经过他们多次修正,构成了众所周知的修正剑桥模型。

1 三轴试验

试样土采用某高速公路隧道弃渣的重塑土,分别采用800KPa与1000KPa的固结压力,然后施加轴向位移求得应力与应变关系曲线。土样初始孔隙比e0=0.436,干密度ρd=1.88g/cm3,试样高h=60cm,直径D=30cm。

2 数值模拟

2.1 计算参数的选取

软件Abaqus具有强大的非线性处理能力,拥有大量不同种类的单元类型、材料类型和分析过程。而且具有很好的用户材料接口,很好的方便了广大用户。本文即是采用Abaqus自身的修正剑桥模型来模拟试验过程。在Abaqus中修正剑桥模型的屈服面方程为:

式中:,为偏应力参数,K值控制着屈服面在π平面上的形状,0.778≤K≤1,p为静水压力,q为广义剪应力,三轴试验时q=(σ1σ3)。β为常量,在临界状态线的干面侧该值等于1,湿面侧小于1时帽子缩紧。a为初始屈服面大小的强化参数。修正剑桥模型参数取自围压分别为800KPa及1000KPa的三轴试验,其中得到正常固结曲线斜率λ=0.06、膨胀曲线斜率κ=0.012、渗透系数k=0.00136m/s、泊松比μ=0.3、临界状态线的斜率M=1.807953。围压σ3=1000KPa,固结完成时孔隙比由0.436变为0.378。剪切过程中轴向变形εa=119.4mm,时间T=1h=3600s。

2.2 有限元模型的建立

有限元模型采用轴对称,二次四边形减缩积分单元,高度h=60cm=0.6m,半径r=D/2=15cm=0.15m。建立两分析步,第一分析步(Geostatic)为地应力平衡分析步,以便建立固结结束时的应力状况。第二分析步(Soils)为岩土分析步,以便建立剪切过程时的条件。在Geostatic分析步中施加1000KPa的围压,并使该围压在计算过程中保持不变。初始应力状态通过关键字*initial conditions,type=stress定义,约束住底部位移U2和左侧位移U1,同时保持该条件在计算过程中不变。初始孔隙比通过关键字定义为0.378。在soils分析步中施加轴向位移U2=0.1194m,总时间为3600s,时间增量最大为32s。模型顶部边界条件设为孔压力(pore pressure)为0。

2.3 计算结果与试验结果的比较

通过计算可得,体应变与轴向应变之间的关系,以及p、q子午面上的有效应力路径。将计算值与试验值进行对比。

2.4 结果分析

(1)分析可知当材料未达到屈服时计算值与试验值能够较好的吻合。由此表明,基于ABAQUS的修正剑桥模型隐式积分算法具有较好的计算精度和数值稳定性,能够较好的反映材料的弹塑性变形。在试验过程中保待孔隙水压力为零,所以总应力路径与有效应力路径相同,都为直线。

(4)修正剑桥模型涉及到的参数包括弹性模量E、泊松比μ、原始各向等压曲线中与加荷有关的试验常数λ及与卸荷有关的试验常数κ、初始孔隙比e0、粘聚力c和内摩擦角φ等参数。由于模型参数与计算结果之间复杂的函数关系,目前的反分析方法都难以避免各参数间的相互影响,所以一般选择那些对计算结果影响较大的参数作为反分析参数,以减少反分析参数的数目。

(3)模拟的实验结果c值大于室内实验结果,但φ值较小,除了有限元的计算模型(剑桥模型)不能完全反映土体的性质外,室内试验本身的操作误差和破坏状态确定的人为性也有一定的影响,同时修正剑桥模型的计算结果一般偏小。其中,在模型参数中对位移影响显著的是正常固结曲线斜率λ,对体应变影响较显著的是膨胀曲线斜率κ。λ增加水平位移也相应增加,而κ增加水平位移减小,体应变相应增加。

3 结语

通过三轴固结排水等试验标定了修正剑桥模型参数,试验参数较少,且有明确的几何及物理意义。计算时要慎重选取参数λ和κ。基于Abaqus中修正剑桥模型的模拟能够较好的与试验资料相吻合。

参考文献

[1] 郭庆国.粗粒土的工程特性及应用[M].郑州:黄河水利出版社,1998.

[2] 土工试验规程SL237-1999[M].北京:中国水利水电出版社,1999.

第6篇：模拟飞行范文

网络出

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基金项目：衡阳市重点科学技术研究项目（201422095-3）

作者简介：邱 春（1976-），男，江苏徐州人，工程师，主要从事工程水利学研究。E-mail：Qiu

摘要：采用RNG k-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y型宽尾墩泄洪表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究。分析了闸门开启总时间、堰顶水头及下游初始尾水深对反弧及消力池压强的影响;定义了闸后水流的三种流态;分析了反弧及消力池三个区域压强特性。研究表明，闸门开启总时间越小，闸后水流滞后越明显，冲击区滞后最大压强越大;闸门开启过程中，冲击区最大压强与堰顶水头近似成线性关系;且其与调节区平均压强差随着下游尾水深度的增加而迅速减小。部分结果与试验数据吻合良好，说明数值方法是可靠的，可为水工闸门的合理运行提供借鉴。

关键词：三维动态数值模拟;开启过程;非恒定流;动网格;弧形闸门;消力池

中图分类号：TV652.1 文献标志码：A 文章编号：

1672-1683（2015）04-0721-05

Numerical simulation of unsteady hydrodynamic pressure in the stilling basin of flaring gate pier

QIU Chun1，2，LIU Cheng-lan1

（1.Sichuan College of Architecture Technology，Deyang 618000，China;

2.State Key Lab.of Hydraulics and Mountain River Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Abstract：The RNG k-ε turbulent model and dynamic mesh technology were applied to simulate the unsteady flow in the stilling basin of Y-shaped flaring gate pier during the process of radial gate opening.The effects of total gate opening time，water head over weir，and initial downstream water depth on the pressures of anti-arc and stilling basin were analyzed.Three different flow patterns were defined according to different gate opening velocities.The pressure characteristics of anti-arc and stilling basin were obtained.The results showed that （1）if the total gate opening time is shorter，flow lagging behind the gate is more obvious and the lagged maximum pressure is higher in the impact zone;（2）there is a linear relationship between the maximum pressure and water head in the impact zone during the gate opening process;and （3）the difference between the maximum pressure in the impact zone and average pressure in the adjusting zone decreases with the increasing of downstream water depth.The simulation results agreed well with the experimental data，which suggested that the numerical simulation method is reliable and can provide important reference for the reasonable operation of hydraulic gate.

Key words：three-dimensional dynamical numerical simulation;opening process;unsteady flow;dynamic mesh;radial gate;stilling basin

水工闸门是水工建筑物中挡水和控制流量的重要设备，对于一般的泄水建筑物而言，为了有效调节库容，闸门经常需要动水启闭，国内水利工程由于闸门运行方式的不合理引起下游冲刷破坏的案例时有发生。因此了解闸门启闭过程中水流水力特性，对于防止消能设施发生破坏有着重要意义。

水利工程中表孔弧形闸门泄洪的情况较为常见，其水流属明流水气二相流，其边界条件及过程较复杂，给试验数据测量带来了较大困难，作为模型试验的补充，直接动态数值模拟更容易得到过程中各时刻水力要素特性。文献[1]模拟了蓄水池闸门开启过程中水体流动，但和实际情况有差别，文献[2]分析了孔板泄洪洞事故闸门动水下门过程闸室噪音和振动的成因，文献[3]采用数值模拟对梯形渠道中闸门不同调控方式引起的非恒定流进行了研究，文献[4]对湖南镇水电站闸门不同开启组合下水舌扩散形态对下游的影响进行了试验研究，文献[5]通过数值模拟研究了不同长度的单一渠段的非恒定流响应过程，文献[6]采用动网格技术对弧形闸门开启过程数值模拟进行了初步探索。本文采用RNG k-ε双方程模型结合动网格技术对某电站溢流表孔Y型宽尾墩加消力池非恒定流进行了三维数值模拟研究，重点分析闸门开启速度、堰顶水头及下游初始水深对非恒定流压强等水力特性的影响。

1 数学模型

控制方程如下。

连续方程 ρt+ρuixi=0 （1）

动量方程

ρuit+xj（ρuiuj）=-ρxi+xj（μ+μt）uixj+ujxi（2）

k方程

（ρk）t+（ρuik）xi=xj（μ+μt）αkkxj+Gk-ρε（3）

ε方程

（ρε）t+（ρuiε）xi=xj（μ+μt）αεεxj+C1ε*εkGk-C2ερε2k（4）

式中：ρ和μ分别为体积分数平均的密度和分子黏性系数;p为压力;k为紊动能;ε为紊动能耗散率;xi表示x，y，z;ui表示u，v，w;i，j=1，2，3为求和指标;t为时间;μt为紊流黏性系数，

μt=ρCμK2ε，其中：Cμ为经验常数，取Cμ=0.084 5;αk=αε=1.39;C1ε*=C1ε-η（1-η/η0）1+βη3，C1ε和C2ε为ε方程常数，C1ε=1.42，C2ε=1.68。η=（2EijEij）1/2kε，Eij=12uixj+ujxi，η0=4.377，β=0.012;Gk为由平均速度梯度引起的紊动能产生项，

Gk=μtuixj+ujxiuixj。

采用有限体积法对上述方程进行离散，时间和空间均采用二阶精度格式，压力速度耦合采用压力隐式算子分割法PISO算法。采用VOF法[7]跟踪自由水面，此方法的k-ε紊流模型方程式（1）-式（4）与单相流形式相同，但ρ和μ是体积分数的函数，可由下式表示：

ρ=αwρw+（1-αw）ρa （5）

μ=αwμw+（1-αw）μa （6）

式中：αw为水的体积分数;ρw和ρa分别为水和气的密度。μw和μα分别为水和气的分子黏性系数。动网格模型用于描述边界或流体内部物体的变形及运动，对于通量φ的积分形式的守恒方程如下：

ddt∫VρφdV+∫Vρφ（u-us）・dA=∫VΓΔφ・dA+∫VSφdV（7）

式中：V为控制体V的边界;u为流体流动速度矢量;us为动网格的网格变化速度矢量;Γ为扩散系数;Sφ为通量的源项;Δ=eixi为哈密顿算子。

2 计算区域网格与计算条件设置

本文采用某实际工程表孔单孔1∶50比尺建立如图1所示的数模区域，模型尾坎高0.2 m，闸门宽度为0.3 m，弧型闸门半径为0.51 m，类似工程的恒定流研究已较多[8-15]。本文对弧门开启过程闸门区、宽尾墩、消力池水体进行了整体模拟。闸门区网格变形较大，采用非结构网格，其它区域采用六面体结构化网格，水气交界面和消力池等关键区域网格进行了局部加密。

库区进口采用压力边界条件，并利用自定义程序UDF（User-Defined Function）来控制其水位，溢洪道出口为压力出口，模型上部为与空气进口，其它区域为无滑移边界条件。文中弧形闸门均采用匀速开启，并采用了六种开启总时间T，分别为：3 s，10 s，15 s，30 s，60 s，120 s。

采用弹簧光顺法和局部重构法更新动网格。图2给出了T=120 s对应的开启过程中不同相对开度（e）时溢洪道中线纵剖面闸门区域网格图，可看出整个计算过程网格质量良好。采用UDF来控制弧形闸门的运动属性，T=60 s时，对应的UDF如下：

3 闸后水流流态分类

图3给出了堰顶水头H恒定时，六种开闸总时间对应的过闸流量与相对开度的关系图，可见T越小，即开闸速度越大时，各相对开度时过闸流量就越小，即流量滞后于过程中对应的相对开度，闸门开启越快，这种滞后效应越明显，当T>30 s时整个过程中各相对开度的过闸流量差别已很小。当T无限大时，非恒定流变化平稳，趋近于恒定流。

从图4亦可看出T越小时，水面线越低。根据流量的滞后特点，将过闸水流分为三种流态：滞后式、过渡式和平稳式，对于本试验模型，T=15 s～30 s时水流近似为过渡式流态。

4 压强时空变化特征

4.1 开启总时间对压强的影响

为比较三种流态水流对反弧及消力池底板压强的影响，分别选取开启总时间T=10 s，15 s及60 s作为研究对象，堰顶水头H=0.4 m，初始尾水深h0=0.2 m。根据反弧及消力池底板所受压强的特点，将其分为三个区域：下泄水舌的直接动水冲击区;位于其后的调节区;消力池中后部静水压强为主的静压区（见图5（a））。

表1中给出三种开启总时间对应的各相对开度时反弧及消力池底板所受的冲击区最大动水压强Pmax、调节区的平均压强Paver及二者的差值ΔP。可看出当竖向拉伸水舌进入消力池后，冲击区动水压强出现最大，调节区压强则较小，二者均随e的增大而增大。

当T=10 s时，由于流量滞后，e较小时Pmax偏小，e=0.7时开始大于另外两种情况。计算发现，在闸门全开一段时间后，Pmax才达到极值8 200 Pa，见图5（a），称之为滞后最大动水压强。T=15 s对应的滞后最大动水压强为7 850 Pa（图5（b）），T=60 s则无明显的滞后最大动水压强。这是由于T较小时，虽然闸门已经升起，但是水流由于惯性作用，下泄过程需要一定时间，当闸门全开时流量尚未达到最大值，之后流量会有一突然增大的过程。由于此时消力池中水深相对较小，因此会有一较大的滞后动水压强，且持续较长时间才能达到恒定状态。而T较大的情况，随闸门缓慢开启，流量逐步增加，消力池中水深随之增加，闸门全开后即可缓慢过渡到敞泄恒定状态，因此水流比较平稳。对于静压区，当T较小时，静压区压强分布比平稳式流态波动更明显。

对于T=10 s，e较小时，ΔP小于其它情况;之后随e的增大，迅速增大，e=0.75时压强差达到4 400 Pa，T=15 s及60 s时为3 600 Pa和2 850 Pa。可见当开启总时间T越大时，冲击区最大压强与调节区平均压强之差越小，且其增长平缓。对于消力池而言，由于调节区处于冲击区下游，是高速水股偏转和急剧扩散的低压区，一般来说此处的受到的时均动水压强合力向上，与岩基不同，消力池最先失稳的部位是在冲击区之后压强较小的调节区，冲击区最大压强与调节区平均压强差值越大，对于反弧及消力池底板的危害越大，因此，开启总时间不应位于滞后区或过渡区，否则必须考虑压强差ΔP可能对反弧及消力池底板造成破坏。

4.2 堰顶水头对压强的影响

对于宽尾墩消能工而言，堰顶水头高低对下泄水股的影响较大，选取T= 60 s，h0 =0.2 m，采用H=0.1 m，0.2 m，0.3 m，0.4 m四种堰顶水头进行分析。在四种堰顶水头时，反弧及消力池冲击区最大压强均随e的增大而增大，且e相同时Pmax，与H近似成线性关系。采用四种堰顶水头时冲击区最大压强极值P0及其对应的最大的堰顶水头H0对Pmax及H作无量纲化处理。将不同e时的无量纲化的最大压强及堰顶水头的关系表示为

PmaxP0=kHH0+c （8）

式中：k为直线的斜率，c为最大压强对应的截距，二者均为e的函数。由七种e时的PmaxP0与HH0的线性关系，可得斜率及截距与相对开度e的拟合关系式：

k=4.4718e3-6.0196e2+2.3851e+0.3616（9）

c=-5.5222e3+6.732e2-1.7283e+0.1749 （10）

将上述k，c与e的关系式代入式（8）得到堰顶水头不同时，堰上弧形闸门开启过程中各相对开度所对应的冲击区最大压强的经验关系式，图形见图6。公式为弧形闸门开启总时间T=60 s时的关系式，当T位于平稳式时均适用，但对于滞后式开启时间并不适用。

4.3 下游初始尾水深对压强的影响

选取开启总时间T= 60 s，采用H=0.4 m，h0=0.2 m，0.3 m，0.4 m三种初始尾水深进行分析。由表2的结果可看出三种情况时Pmax均随e的增加而增加，在e

h0=0.4 m时，由于水深的进一步增加，过程中各相对开度的Pmax与调节区的平均压强均比h0=0.2 m及h0=0.3 m时要大。分析三种情况时ΔP变化，可看出h0=0.2 m时各对应相对开度时的ΔP均要大于另外两种情况，h0=0.2 m时ΔP在e=0.1时最小为1 200 Pa，在e=0.7时达到最大值2 550 Pa，为h0=0.4 m时的3倍。显然h0=0.4 m时反弧及消力池底板受的压强更均匀，调节区的向下的压强较大，可以有效平衡该区的底板块的向上的动水压强。

分析可见下游初始水深对堰上弧形闸门开启过程中消力池所受压强影响较大，而一般情况下，开闸过程中，尾水位是偏低的，为安全起见，必须使尾水位达到一定的高度才可开闸，否则池底板的安全及稳定将受到威胁。

4.4 部分测点的试验验证

图7为T=15 s时溢流堰中线纵剖面上两测点（x=0.572 m和0.702 m，（a）图）的实测压强历程线与数模结果的对比（（b）图，（c）图），可看出在整个过程中二者随时间的变化规律是一致的，说明数模结果是准确的。

5 结论

研究了堰上弧形闸门开启速度、堰顶水头及下游初始尾水深对闸后宽尾墩消力池非恒定流压强的影响。根据开启过程中闸后水流特性将其分为：滞后式、过渡式及平稳式三种流态;指出开启总时间越小，冲击区最大动水压强及其与调节区平均压强差越大，冲击区最大动水压强随堰顶水头增大而增大;初始尾水深对过程中动水压强影响明显;分析了过程中下泄水股对消力池底板可能造成的危害。

参考文献（References）：

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第7篇：模拟飞行范文

论文关键词：碳酸二甲酯，反应精馏，非平衡级模型，模拟，优化

 

1 引 言

碳酸二甲酯(简称DMC)是近年来发展迅速的一种新型绿色化工产品，是一种十分有用的有机合成中间体和性能优良的汽油添加剂[1]。近年来对其生产工艺条件的研究报道很多，但是由于碳酸二甲酯的单程转化率比较低，其中酯交换法的反应精馏工艺是研究开发的主要方向。其反应条件温和而且生产工艺无污染、对环境友好，是目前合成碳酸二甲酯的先进生产方法之一[2]。由于反应与精馏在同一塔内同时进行，相互之间的影响十分复杂，操作条件和设备参数的微小变化，对操作规律都会产生很大的影响，目前人们对反应精馏规律的认识不是很充分[3]，有待于进一步的研究。这就使反应精馏过程的设计、放大、操作性能和控制方案的研究等方面均存在一定的难度。目前报道用计算机模拟此生产过程的文献较少非平衡级模型，因此用数学模拟的方法，对这种生产过程进行模拟分析，深入探讨反应精馏过程的生产规律是非常必要的。

2 反应精馏过程的非平衡级模型描述

模型的推导基于如下假设：每一级系统处于热力学平衡状态，即；气相在达到上一级前完全混合，液相为全混流；

相界面上无质量和能量累积，气液相只在相界面处达到平衡，在级内各点，传递系数相等，反应速率数值相同；过程处于稳态操作；反应只发生在液相，气相无反应。

全塔共有N＋1块板，冷凝器为第0块板，再沸器为第N块板，塔内共有C个组分。非平衡级模型示意图如图1所示核心期刊目录。

图1非平衡级示意图

2.1物料衡算方程

总物料：

(j=1,2,…,N-1) （1）

（j=0）　（2）

（j=N） 　 （3）

各组分物料：

气相：

（4）

液相：

（5）

式中：对反应物，生成物，对惰性组分, i=1,…,C,j=1,2,…,N-1。

（j=0） （6）

（j=N） （7）

2.2热量衡算方程

气相；

（8）

液相：

（9）

根据Taylor[4]等对普通精馏的模拟计算结果，假设气液两相处于热平衡状态是合理的。据此，本反应精馏模型中假设气液两相达热平衡，以简化计算。简化结果是用板上总焓衡算方程

(j=1,2,…,N-1)（10）

代替（8）（9）两式。

（j=0）（11）

（j=N）（12）

2.3气液相界面处平衡方程

相平衡方程：（13）(i=1,…,C；j=0,1,…,N)

质量平衡方程：（14）

(i=1,…,C；j=1,2,…,N-1)

2.4归一方程

（15）

（16）

(j=0,1,…,N)

2.5传质速率方程

气相： （17）

液相： （18）

(i=1,…,C；j=1,2,…,N-1)

2.6反应速率方程

采用文献[2]中的动力学方程计算反应速率。反应方程式如下：

（19）

每级上的反应量：，其中为持液量。

上述方程组合一起构成了反应精馏全过程非平衡级模拟的数学模型。

3自由度分析

自由度分析见表1、表2所示。由表1和表2可知全塔模型方程自由度为2CN＋4N－2C。本文选择的设计变量分别为：气液相进料流量、组成、温度；气液相侧线采出量；回流比；塔顶采出量；再沸器和冷凝器的热负荷。

表1 全塔变量数分析

 

变量名

变量数

变量名

变量数

N+1

N+1

N-1

N-1

C(N+1)

C(N+1)

C(N-1)

C(N-1)

N-1

N-1

(C-1)(N-1)

(C-1)(N-1)

N-1

N-1

N-1

N-1

C(N-1)

C(N-1)

N+1

NF

1

1

1

1

第8篇：模拟飞行范文

关键词：牛顿环；He—Ne激光器；条纹可见度

中图分类号：O 436.1 文献标识码：A

牛顿环干涉实验具有普遍性，在生产研究中也有广泛的应用[1—3]。传统的牛顿环实验使用钠光灯作为光源，干涉条纹生成于牛顿环的透镜表面，为定域干涉条纹；用He—Ne激光器作为光源照射牛顿环， 则干涉条纹生成于牛顿环反射光束传播空间的任何截面上，为非定域干涉条纹。在牛顿环实验应用实践中，干涉条纹的可见度对测量精度有很大的影响，而光源的选取影响着条纹的可见度。本文分别以钠灯和He—Ne激光作为光源，实验观察并理论模拟了两个光源情况下的牛顿环干涉图样；在光的相于性理论指导下， 研究了牛顿环条纹生成的原理， 并利用MATLAB模拟了钠双黄线的牛顿环干涉图样，分析了光源的非单色性对牛顿环干涉图样可见度的影响。

1 牛顿环干涉实验现象分析

牛顿环实验由光源、牛顿环干涉仪、读数显微镜和平板玻璃等组成。在牛顿环干涉实验中，我们分别选用钠灯和He—Ne激光作为光源，观察到的干涉图样如图1和图2。从图样可以看到，钠灯光源比激光光源的干涉效果好。理论上，激光相干性好，牛顿环干涉效果应该比钠灯好。但是，可以看到实验效果恰好是相反的，激光牛顿环干涉不仅条纹未变清晰，还使得视场中出现了多套干涉条纹（有多个圆心，还有平行条纹）。

通过研究分析发现：在整个实验光路中有多个反射面，平凸透镜的平面和凸面的反射光、凸面和平板玻璃的上表面的反射光、凸面和平板玻璃的下表面的反射光都会发生干涉，此外还有其他的反射面和杂散光的干涉。对于钠黄光，其相干长度为0.58mm，除了靠近凸面顶点的空气层上下表面反射光的干涉在相干长度以内，其他地方的干涉都是非相干叠加不会产生干涉条纹。对于激光，其相干长度可以达到几米到几十公里，所有反射面的反射光都参与干涉，还有杂散光的干涉，所以视场中出现多套干涉条纹。

2 牛顿环干涉理论分析

2.1扩展单色光源

设有一个透明薄膜，由一个准单色的点光源S来照射，薄膜上下两个反射面的反射光在薄膜外P点相遇，如图3。假设薄膜足够薄，图1中A、B、C三点紧挨在一起，（考虑薄膜半波损失）可以计算出两反射光到P 点相应的光程差为[4]

式中？姿为入射光在真空中的波长，h为薄膜在反射点的厚度，n是薄膜的折射率，？兹'为薄膜中的反射角。假设没有多次反射，对于单色光，强度分布严格合乎（2）式[4—5]

一般说来，当P点给定时，h和？兹'都随S的位置而变，因而光源稍有扩展就会使两相遇光线在P点？啄的变化范围很大，以致条纹消失。但是P点在薄膜上时情况例外。当用显微镜聚焦在薄膜上或眼睛注视膜表面观察时，就是这种情况。这时，对于从扩展光源到达P'点（P点共轭点）的所有成对光线，h实际上是相同的，见图4，因而P'点？啄主要是由于cos？兹'的不同。如果cos？兹'值的变化范围足够小，甚至用一个相当大的扩展光源时也可如此，因而这时可看到有清晰的条纹定域在薄膜上。实际上，在正入射附近进行观察，并再限制入射光瞳，即可满足cos？兹'变化范围很小的条件。这时，（1）式中cos？兹'取平均值cos？兹'，是对P'贡献光的那些点取平均。在近似正确的范围内，P点的干涉状况不受他处膜厚的影响。由此可见，即使薄膜界面不是平面，只要其夹角保持很小，这时，cos？兹'实际上近似是常数，则条纹就是光学厚度相等的点的轨迹，通常称为等厚条纹，牛顿环是等厚干涉的例子。

2.2 钠灯双黄线对牛顿环干涉的影响

若入射光源选理想的双重单色光？姿1、？姿2，波长相差不是很大，且？姿1>？姿2。设两谱线光入射强度相同，接收屏上的光强分布是每个谱线所产生干涉光场的非相干叠加的结果，总光强为

式中k1=、k2=、k=和？驻k=。归一化后的干涉项为J=cos（k？啄）cos（？驻k？啄），条纹可见度用相干项可表示为V=。在相干项中，由于波长相差不是很大，cos（k？啄）的周期远小于cos（？驻k？啄）的周期，所以在cos（k？啄）的半个周期内cos（k？啄）=±1的位置cos（？驻k？啄）变化很小，近似认为不变。所以双重单色光复合照明牛顿环干涉仪产生的等厚干涉条纹的可见度为

由（4）式可见，影响条纹可见度的因素为？啄，？啄=2nhcos？兹'±，为两波长平均值。由于入射光瞳的受限，cos？兹'变化范围很小，近似为常数，可见度随薄膜厚度变化，视场中出现的是圈圈对比度从0到1呈现周期性变化的干涉条纹。根据（4）式可以算出当对比度为0时空气膜的厚度为0.145mm。可以看出，在实际的实验装置中，在干涉场中若要产生清晰的又比较多的干涉条纹，应使平凸透镜的曲率半径很大，从而保证空气层的厚度小于0.145nm，同时也要求入射光近似垂直入射。图5是根据理论分析的（3）式用matlab模拟钠双黄线的牛顿环干涉图样。

4 结论

虽然激光的相干性好，但实验中发现激光远不如钠光的干涉效果，文中分析了实验装置对激光干涉过程的影响，进而从理论上分析了扩展光源和光源的非单色性对钠光牛顿环干涉的影响。通过实验分析和理论计算分析，得出在薄膜厚度满足一定条件下、入射光近似正入射且限制入射光瞳的大小，即使相当大的扩展钠光源也可得到比较清晰的干涉图样。

参考文献

[1] 王刃，张本昀，朱新慧.视频激光干涉牛顿环中心的实时提取技术[J].武汉大学学报·信息科学版，2006，31（11）：1031—1033.

[2] 郭长立.激光牛顿环现象分析及应用[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：18—21.

[3] 杨淑敏，张伟，曹丽萍.利用牛顿环干涉条纹测定薄膜厚度[J].长春师范学院学报（自然科学版），2011，30（4）：46—49.

第9篇：模拟飞行范文

[关键词] 尼莫同；脑蛋白水解物；非痴呆型血管性认知障碍

[中图分类号] R749.105 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）05（b）-0076-03

阿尔茨海默病是临床较为常见的疾病之一，具有较高的发病率，且随着人口老龄化的发展，其发病率呈逐年升高的趋势，给患者及其家属带来严重的经济和生活负担[1]。非痴呆型血管性认知障碍（VCIND）是血管性认知功能障碍的一种，是早期轻度认知功能障碍，其早期发现、诊断和治疗可有效避免或延缓患者病情的发展，对于提高患者生活质量和延长其寿命具有重要意义[2]。因此，对VCIND的早期诊断和干预可有效预防阿尔茨海默病，为血管病变引起认知功能障碍的早期预防提供了理论依据[3]。本研究对新疆维吾尔自治区人民医院2010年4月～2011年4月收集的VCIND患者采取尼莫同联合脑蛋白水解物注射液治疗，取得良好的临床效果，现将研究结果报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.2 纳入及排除标准

所选病例均为有认知障碍但无痴呆症状患者，其临床诊断依据《中国痴呆和认知障碍诊治指南：轻度认知障碍的诊断和治疗》[4]和《血管性痴呆诊断标准草案》[5]，患者纳入标准为：经病史询问、蒙特利尔认知评估量表（MoCA量表中文版）及简易智能量表（MMSE）评定确诊为获得性认知功能障碍；具有脑梗死、脑出血或慢性脑出血等脑血管事件，且患者病史均3个月；临床诊断及影象学检查提示为血管源性，且有急性发病、阶梯式恶化、波动性病程和局部病灶性神经系统症状和体征等；患者均为自愿参加临床试验，且签订知情同意书。本研究经医院伦理委员会通过。

排除标准：痴呆患者；急性脑血管疾病患者；严重神经功能损害（失语、严重偏瘫等）患者；严重肝肾功能障碍或心肺功能异常患者；具有严重意识障碍、精神病史、抑郁或合并癫痫患者；非血管性因素导致的认知功能障碍患者；具有药物过敏史患者等。

1.3 治疗方法

所有患者均给予高血压、糖尿病及高血脂等合并疾病的对症治疗，在此基础上，A组患者单用尼莫同（尼莫地平）治疗，30 mg/次，3次/d，口服，2周为1疗程；B组患者单用脑蛋白水解物注射液，90 mg/次，加入250 mL 0.9%氯化钠注射液或5%的葡萄糖注射液中，缓慢静脉滴注，1次/d，2周为1疗程；C组患者采取尼莫同联合脑蛋白水解物注射液治疗，2周为1疗程。

1.4 观察指标

患者治疗前后均采用MoCA量表中文版及MMSE量表进行认知功能评定，比较三组患者治疗前后各项评分变化情况。

1.5 疗效判定

依据卫生部《中药新药临床研究指导原则》中关于治疗痴呆病的临床研究指导原则[6]，并以MMSE量表作为主要参考指标，其疗效判定标准为，基本控制：患者治疗后MMSE评分接近或达到100分；显效：患者治疗后MMSE评分较治疗前增加≥40%；有效：患者治疗后MMSE评分较治疗前增加≥20%；无效：患者治疗后MMSE评分较治疗前增加20%或出现下降。临床总有效率=（基本控制+显效+有效）/总例数×100%。

1.6 统计学方法

2 结果

2.2 3组患者治疗前后MoCA量表评分及MMSE评分比较

3 讨论

血管性认知功能障碍（vascular cognitive impairment，VCI）是由高血压、糖尿病或高血脂等脑血管病的危险因素及明显或不明显的脑血管病引发的一类综合征，包括VCIND、血管性痴呆（VAD）及混合性痴呆（AD）[7-8]。VCI涵盖血管性认知功能损害由轻到重的整个过程，而VCIND是由极轻度、轻度、中度等损害的认知功能障碍，但未达到痴呆，多发生于老年患者，且有脑血管病的危险因素患者发病率高于单纯性阿尔茨海默病患者[9]。VCIND处于VCI的早期，对VCIND进行早期的预防和干预，可避免和延缓患者认知功能障碍的发展，将临床诊断提前于不可逆的严重痴呆，便于进行有针对性的预防和治疗[10]。

尼莫同是一种钙离子拮抗剂，具有较强的脑血管选择性及潜在抗缺血损害神经保护作用；脑蛋白水解物注射液可促进神经生长及减少细胞凋亡，具有良好的神经营养和保护作用，并促进轴突的生长。本研究选取我院门诊或住院部收治的VCIND患者共60例，比较3种治疗方法的临床效果，结果3组患者治疗后MoCA量表评分和MMSE评分与治疗前比较均有升高，且联合用药组升高更为明显，与治疗前比较差异有统计学意义（P < 0.05），单用尼莫同或脑蛋白水解物注射液治疗的临床总有效率均明显低于联合尼莫同联合脑蛋白水解物注射液治疗组比较，差异有统计学意义（P < 0.05），因此，尼莫同联合脑蛋白水解物注射液治疗VCIND临床疗效显著，可明显提高患者MoCA量表评分及MMSE评分，改善患者认知功能，值得临床推广和应用。

[参考文献]

[1] 贾建平，魏翠柏.血管性认知障碍提出的临床意义[J].中华老年医学杂志，2005，24（1）：9.

[2] 沈娜娜，陈卫，赵仁亮. 轻度认知障碍与非痴呆型血管性认知功能障碍[J].国际脑血管病杂志，2010，18（9）：691.

[3] 蔡斐.针刺治疗非痴呆型血管性认知障碍58例[J]. 陕西中医，2012， 33（6）：717.

[4] 中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组写作组，中国阿尔茨海默病协会.中国痴呆和认知障碍诊治指南：轻度认知障碍的诊断和治疗[J].中华医学杂 志，2010，90（41）：2887-2893.

[5] 中华医学会神经病学分会.血管性痴呆诊断标准草案[J].中华神经科杂志，2002，35（4）：246-247.

[6] 卫生部.中药新药临床研究指导原则（第二辑）[S].1995：206.

[7] 张彦红，梁伟雄，朱磊，等. 蒙特利尔认知评估量表与简易精神状态量表用于筛查血管性认知障碍的比较[J].中国康复医学杂志，2012， 27（5）：431.

[8] 龙建庭，鲁玲，成明强，等.尼莫地平联合阿托伐他汀治疗血管性认知障碍的疗效观察[J].卒中与神经疾病，2011，18（1）：23.

[9] 欧阳方，欧阳存.尼莫同联合脑蛋白水解物治疗非痴呆型血管性认知障碍的临床观察[J].江汉大学学报：自然科学版，2012，40（2）：86.