卫星太阳帆板展开的动力学仿真分析与应用_金光
热分析动力学
热分析动力学 一、 基本方程 对于常见的固相反应来说，其反应方程可以表示为 )(C )(B )(A g s s +→ （1） 其反应速度可以用两种不同形式的方程表示： 微分形式 )(d d αα f k t = （2） 和 积分形式 t k G =)(α （3） 式中：α――t 时物质A 已反应的分数； t ――时间； k ――反应速率常数； f (α)—反应机理函数的微分形式； G(α)――反应机理函数的积分形式。 由于f （α）和G （α）分别为机理函数的微分形式和积分形式，它们之间的关系为： α αααd /)]([d 1 )('1)(G G f = = （4） k 与反应温度T （绝对温度）之间的关系可用著名的Arrhenius 方程表示： )/exp(RT E A k -= （5）
式中：A ――表观指前因子； E ――表观活化能； R ――通用气体常数。 方程（2）～（5）是在等温条件下出来的，将这些方程应用于非等温条件时，有如下关系式： t T T β0 += （6） 即： β/=t d dT 式中：T 0――DSC 曲线偏离基线的始点温度（K ）； β――加热速率（K ·min -1）。 于是可以分别得到： 非均相体系在等温与非等温条件下的两个常用动力学方程式： )E/RT)f(A t d d αexp(/-=α (等温) （7） )/exp()(β d d RT E f A T -=αα (非等温) （8） 动力学研究的目的就在于求解出能描述某反应的上述方程中的“动力学三因子” E 、A 和f(α)
对于反应过程的DSC 曲线如图所示。在DSC 分析中，α值等于H t /H 0，这里H t 为物质A ′在某时刻的反应热，相当于DSC 曲线下的部分面积，H 0为反应完成后物质A ′的总放热量，相当于DSC 曲线下的总面积。 二、 微分法 2．1 Achar 、Brindley 和Sharp 法： 对方程 )/exp()(β d d RT E f A T -=αα进行变换得方程： )/exp(d d )(βRT E A T f -=α α （9） 对该两边直接取对数有： RT E A T f - =ln d d )(βln αα （10） 由式（11）可以看出，方程两边成线性关系。 通过试探不同的反应机理函数、不同温度T 时的分解百分数，进行线性回归分析，就可以试解出相应的反应活化能E 、指前因子A 和机理函数f(α). 2．2 Kissinger 法
使用Adams卫星太阳帆板展开动力学仿真
卫星太阳帆板展开动力学仿真 陈鹿民阎绍泽金德闻 （清华大学精密仪器与机械学系） 摘要: 为研究太阳帆板的展开和锁定过程的动力学，首先在MSC.ADAMS/View模块中建立了一个多刚体卫星太阳帆板、转动铰、扭簧、锁定和绳索联动机构(Closed Cable Loops)的模型，用接触力(Contact)模拟锁定机构中的接触碰撞现象，用外加力矩(Applied Torque)模拟CCL机构中绳索的弹性协调作用，用库仑摩擦力计入干摩擦效应，然后使用MSC.ADAMS/Solver进行了动力学仿真，并用后处理模块(Postprocessor)对输出结果进行了分析。最后讨论了当前的MSC.ADAMS软件在机构动力学仿真中的优势及其局限性。 引言 太阳帆板的展开及锁定是卫星入轨后的重要操作之一。由于重力和空气阻力等因素影响，在地面上模拟太空中太阳帆板展开试验是极其困难的，且代价高昂。本文采用MSC.ADAMS软件，对太阳帆板折叠机构的展开过程进行了动力学数值仿真，考察展开过程中运动学量以及接触碰撞力的变化。 1 机构工作原理 仿真模型采用如图1所示的太阳能帆板模型。该机构由3块帆板（视为刚体）通过转动铰关节组成，释放前各板折叠起来，相互平行，固定在卫星本体上，图2为太阳能帆板释放前折叠状态。由爆炸螺栓释放后靠安装在各个铰关节上的扭转弹簧驱动，通过绳索联动机构（Closed Cable Loops）实现同步展开运动，如图3所示。展开到位后由安装在各转动关节上的锁定机构锁定相邻帆板的相对转动（图4）。因此，机构存在三种状态： 1 释放前的初始状态：各个帆板相对卫星主体静止； 2 释放后的展开过程；扭簧驱动和同步机构协调下近似同步展开； 3 锁定过程：各关节接近最终展开位置时开始锁定过程。 仿真从刚释放时的初始状态开始，经过展开过程到最后锁定。由于把锁定看作一个过程，因而实现了全局连续仿真。锁定过程及MSC.ADAMS建模原理下节详述。
基于RecurDyn的多体动力学仿真
图１ 经简化的一对空链节模型 二、仿真分析 １．运动状态与干涉校验 首先必须考虑到链条柔度对运动的干涉影响，即考虑到在设计的平面柔度和扭转柔度范围内，长链条和最图２ 链式输送机构的仿真模型图３ 链式输送机构的运动仿真图４ 链节的空间位移曲线 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化?ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
图５ 冲击动载荷分析 ３．运动平稳性分析 由于链式输送模型中含有多种非线性因素，采用完全递归算法，对各链节的各自由度运动幅值的敛散性进行分析，来判定链式输送系统的运动平 图６ 加速度响应 ４．抱紧力分析 抱紧臂的抱紧力设计也十分重要， 该值越大，抱紧传输体越可靠，但装卸 传输体就困难了；另一方面，从链节中 脱出传输体将消耗过多的能量，对其 他的相关机构工作不利。若该值较低， 则容易使传输体在输送过程的剧烈抖 动中掉落，产生故障，因此需要进行抱 紧臂的抱紧力动态载荷分析，分析结 果如图７所示。 图７ 动态载荷分析 三、结束语 本文应用ＲｅｃｕｒＤｙｎ多体动力学软 件，在导入原有实体模型的基础上，快 速构建仿真模型。根据ＲｅｃｕｒＤｙｎ提供 的多级子系统建模、空间多接触和完 全递归算法等特有功能，对复杂链式 输送机构的分析问题进行了动力学仿 真，得到了做为设计参考的动力学参 数，为链式输送机构的动力学设计提 供了很好的设计校验方法。仿真结果 可以检测输送系统工作的平稳性和可 靠性，并预测链式输送机构故障的发 携手济钢机制公司，ＷＩＴ－ＣＡＰＰ续写业界辉煌 近日，华特软件与济钢集团机械设备制造公司 公司”）正式签订ＣＡＰＰ合同。 秉承“可遵、可信、共赢”的济钢机制公司是济南钢铁集团直属的子 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化?ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
2020年中考物理模拟试卷(含2019年中考真题)(解析版)8
中考物理试卷 一、选择题（每小题只有一个符合要求的选项．每小题3分，共21分） 1．（2019?黄冈）下列现象，由于光的反射产生的是（C） A．海市蜃楼B．小孔成像C．平面镜成像D．凸透镜成像2．（2019?黄冈）下列有关电和磁的判断，正确的是（A） A．通电导体周围存在磁场 B．磁场是由磁感线组成的 C．互相摩擦的两个物体带同种电荷 D．摩擦起电实质是创造了电荷 3．（2019?黄冈）下列有关判断正确的是（C） A．清晨，缭绕在山间的雾是水汽化形成的 B．清晨，附着在草上的霜是水凝固形成的 C．夏天，往地面洒水降温，利用了水蒸发吸热 D．夏天，在食品运输车里放些干冰降温，是利用干冰熔化吸热 4．（2019?黄冈）2019年1月3日，由我国发射的嫦娥四号，实现了人类首次在月球背面成功着陆。下列有关嫦娥四号巡视器“玉兔二号”的判断，正确的是（B） A．飞行控制中心利用声波控制“玉兔二号” B．飞行控制中心利用电磁波控制“玉兔二号” C．驱动“玉兔二号”的电能是一次能源 D．太阳能帆板接收的太阳能是不可再生能源 5．（2019?黄冈）在参观人民检察院未成年人法治教育基地时，小明发现，在一处地面上有“沉迷网络”“交友不慎”两个圆形模块。用脚踩其中任何一个模块，与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片。下列有关分析正确的是（B） A．两个模块相当于开关，彼此串联 B．两个模块相当于开关，彼此并联 C．两个模块相当于电源，彼此并联 D．两个模块相当于电源，彼此串联 6．（2019?黄冈）在工厂车间，工人先将金属杆一端的空心吸盘（如图）按压在半成品玻璃上固定，再在A处用力，使玻璃刀在玻璃上绕转轴转动一周，圆形玻璃制品就成型了。 下列分析正确的是（A） A．吸盘被按压后即可固定，是由于吸盘受到大气压作用 B．玻璃刀口做得锋利是为了增大对玻璃的压力 C．玻璃刀绕转轴转动时，没有受到玻璃施加的摩擦力 D．玻璃刀绕转轴转动时，金属杆始终是一个等臂杠杆 7．（2019?黄冈）中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转
《机械系统动力学仿真分析软件》
| 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类： 软件/行业软件 发布者： Coolload 发布时间： 2005-12-18 20:22 最新更新时间： 2005-12-19 07:04 浏览次数： 14548 实用链接： 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表，安装eMule后，您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB
件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称：机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称：MSC.ADAMS.2005.R2 版本：R2 发行时间：2005年12月15日 制作发行：美国MSC公司 地区：美国 语言：英语 简介： [通过安全测试] 杀毒软件：Symantec AntiVirus 版本： 9.0.0.338 病毒库：2005-12-16 共享时间：10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器：Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有，如果你喜欢，请购买正版软件
动力学主要仿真软件
车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度 无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。 随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。 德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。 同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发
人教版九年级全一册22.3太阳能练习试题(word无答案)
22.3太阳能练习题 1．如图是一种装有太阳能电风扇的帽子，当阳光照射到太阳能电池板，扇叶能快速转动。以下关于太阳能说法正确的是（） A．是二次能源B．不能转化为其它能量 C．会造成环境污染D．是可再生能源 2．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（） A．太阳能是不可再生能源 B．光电池和VCD光碟都应用了磁性材料 C．光导纤维利用超声波传递信息 D．电磁波频率越高波长越短 3．关于能源、信息和材料，下列说法不正确的是（） A．微波炉内的微波是一种波长很短，频率很高的电磁波 B．太阳内每时每刻都在发生核裂变释放巨大的核能 C．用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信 D．超市收银员使用的条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料 4．关于下列说法中正确的是（） A．只要站在绝缘的木凳上修电灯，就不会触电 B．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径 C．太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且不会污染环境 D．固定电话是通过电磁波把信息传到远方
5．下列说法正确的是（） A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为引力 C．远视眼可用凹透镜来矫正 D．地球上的能源主要来自于太阳，太阳能是一次能源 6．许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（） A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源 C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染 7．课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的动能”（如图），引发了小聪一些联想，他的下列表达错误的是（） A．太阳能为“二次能源”，也是不可再生能源 B．太阳能实质上是太阳内部核反应释放出的能量 C．太阳光中的可见光是电磁波 D．太阳光可以在真空中传播 8．我国“天宫一号”航天器于2018年4月2日完成使命重返地球，落入南太平洋中。如图所示是“天宫一号”在轨道运行时的姿态。下列有关“天宫一号”的说法中错误的是（）
系统动力学模型案例分析
系统动力学模型介绍 1.系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构和功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识和理解程度，其中也包含着大量的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息，并将它们有机地融合在一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2.建模原理与步骤
(1)建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际系统新的变化和新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有关数据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和做各种政策实验。 3.建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4.建模方法 因果关系图法 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线(直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性的因果链。
【精品】2019届中考物理精品专题复习试题解析 太阳能
2013-2019学年度物理中考二轮复习专题卷- 太阳能 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题() 1、下列能源中，有利于保护环境的是（） A．煤B．汽油C．秸秆D．太阳能 2、我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼。光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。下列说法中正确的是（） A．光伏效应是将太阳能转化为电能B．太阳能是不可再生能源 C．太阳能和电能都属于一次能源D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的 3、下列关于能源、能量转化及其获取的说法正确的是 A．化石能源是可再生能源 B．太阳能不是清洁能源 C．能量在转化或转移的过程中总量保持不变 D．核能只能通过重核裂变获取 4、关于能源、材料，下列说法不正确的是（） A．目前的核电站是利用核裂变释放出来的能量来发电的 B．航空器材采用的是低强度、高密度的合金材料 C．超导材料可用做高压输电线 D．太阳能是一种既无污染又取之不尽的新能源 5、能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（） A．卫星导航不是依靠电磁波传递信息的 B．太阳能、风能和水能都是可再生能源 C．大亚湾核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的 D．超导材料主要是应用在电饭锅等电器上 6、在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用（）A．太阳能B．煤炭C．石油D．天然气 7、如图所示是建郴永大道新式路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板．有关这种新式路灯说法正确的是（） A．小风扇是美化城市的时尚装饰
ADAMS多体动力学仿真多种速度曲线函数
1、梯形速度曲线 A=0.5,V=2 if(time-2:0,0,if(time-6:0.5,0.5,if(time-14:0,0,if(time-18:-0.5,-0.5,0)))) A=181.891d,V=2 if(time-2:0,0,if(time-6:-181.891d,-181.891d,if(time-14:0,0,if(time-18:181 .891d,181.891d,0)))) A=181.891d,V=2 if(time-2:0,0,if(time-6:-181.891d,-181.891d,if(time-14:0,0,if(time-18:181 .891d,181.891d,0)))) 2、简化5段S型速度曲线 A=0.5,V=1 if(time-2:0,0,if(time-4:-0.25*time+0.5,0.5,if(time-6:-1.5+0.25*time,0,if(ti me-14:0,0,if(time-16:-3.5+0.25*time,-0.5,if(time-18:-0.25*time+4.5,0,0)) )))) A=0.5=181.891d,V=1 if(time-2:0,0,if(time-4:-181.891d/2*time+181.891d,-181.891d,if(time-6:-3*181.891d+181.891d/2*time,0,if(time-14:0,0,if(time-16:-7*181.891d+1 81.891d/2*time,-181.891d,if(time-18:-181.891d/2*time+9*181.891d,0, 0)))))) A=1,V=2 if(time-2:0,0,if(time-4:-0.5*time+1,1,if(time-6:-3+0.5*time,0,if(time-14:0 ,0,if(time-16:-7+0.5*time,-0.5,if(time-18:-0.5*time+9,0,0))))))
风能在船舶上的应用
新能源新技术在船舶上的应用 ——风能技术在船舶上的应用 摘要 世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，同样对于航运业也是个致命的冲击。因此节能减排成为热门的世界议题。各大航运企业纷纷加大对新能源的研究，考虑如何开发出新型能源以解决面临的化石能源危机问题。风能以其自身各种优势成为很多研究机构都在探讨风能在船舶上的应用问题。 本文就风能在船舶上的应用问题进行了介绍与分析，主要在以下几个方面作了讲述： 一、课题研究的背景和意义。 二、风能在船舶上应用的发展历史与国内外风能在船舶上应用的现状。 三、风能在船舶上应用的方式与方法。 四、风能在船舶上应用的技术路线。 五、风能在船舶上应用所存在的难点和关键技术。 六、风能在船舶上应用的创新之处。 七、风能在船舶上应用预期的效益。 关键词：风能、船舶、节能、效益 一、课题研究的背景和意义 地球上可供人类使用的化石燃料资源是有限和不可再生的。据联合国能源署报告,按可开采储量预计,煤炭资源可供人类用200年、天然气资源可用50年、石油资源可用30年。特别是近几年世界燃油价格不断飙升,能源危急日趋严重。在此情况下,风能的利用将可能改变人类长期依赖化石燃料和核燃料的局面。风能是一种无污染的可再生资源,它取之不尽、用之不竭,分布广泛。随着人类对生态环境的要求和能源的需要,风能的开发日益受到重视,风力发电将成为21世纪大规模开发的一种再生清洁能源。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源，可以再生，永不枯竭，分布广泛，遍布世界各地，清洁能源，没有污染。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。 我国早在两千多年前就开始利用风来驱动帆船航行，至少在一千七百多年前已开始利用风来推动风车做功。人类利用风的历史：人类利用风能的历史可以追溯到公元前，我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面和利用风帆推动船舶前进。东汉刘熙在《释书》一书中曾写“帆泛也，随风张幔曰帆”，表明中国1800年前已开始利用风帆驾船。宋朝是我国应用风车的全盛时代，但是流行的垂直轴风车一直沿用至今。 在国外：公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提
“天宫一号”使用太阳能帆板发电 100多节电池确保安全
“天宫一号”使用太阳能帆板发电 100多节电池确保安全 在中国载人航天这个代表最尖端科技的领域，新一代科研人员渐渐崭露头角。今天战斗在““天宫一号””、“神八”等重大发射前沿的主力军，大都是30岁以下的大学生、研究生、博士。全国为载人航天事业做贡献的科研人员队伍不下十几万，80后占据了八成以上。 袁怒安是上海航天技术研究院科学家团队中的普通一员，这个80后技术员，看起来年轻羞涩，他们却有一个火辣辣的外号“天宫发电机”。“天宫一号”在太空中的使命时间为2年，这期间必须有源源不断的电源供应，袁怒安就负责这个。这位帅哥1981年生，在上海上班，儿子才七八个月大，为了“天宫一号”，他将在酒泉出差两个半月。“等他回家，儿子肯定不认得爸爸了。”同事打趣他。 4天专列护送“天宫一号” “我也是第一次乘坐专列。专列负责运送‘天宫一号’，我原以为挺牛，人家都给我们让路呢，没想到我们的绿皮车挺破旧，运送完成‘天宫’后它就退役了！而且它还要给所有的快车让路，所以走了4天4夜。”袁怒安乐呵呵地告诉记者，稍带些湖南口音。 6月20日，上海航天技术研究院(八院)的部分研究人员和“天宫一号”风尘仆仆，乘了4天4夜的火车专列来到东风 航天城。看起来，“天宫”这位VIP乘客相当朴素，不但没有头等舱待遇，还处处谦让，好像铁路线上的“活雷锋”。 走得慢的原因，一方面保障运输安全平稳，另一方面，袁怒安们好比随身的保健医生，常常要停车检查“天宫”的身体状况。 太阳能帆板发电很忙 袁怒安1981年生，他所在的团队负责给“天宫一号”供电两年。 “对太空中的‘天宫一号’来说，每24个小时就有16个昼夜。大约每昼30分钟，每夜60分钟。”袁怒安说，30分钟面对太阳的时间，就是“天宫一号”太阳能帆板发电的时候。 “天宫一号”的太阳能帆板看起来和马路上太阳能路灯的帆板并没有什么不同，都是银色的，薄薄的，一格一格的
柔性多体动力学建模
柔性多体动力学建模 、仿真与控制 近二十年来，柔性多体系统多力学（the dynamics of the flexible multibody systems）的研究受到了很大的关注。多体系统正越来越多地用来作为诸如机器人、机构、链系、缆系、空间结构和生物动力学系统等实际系统的模型。huston认为： “多体动力学是目前应用力学方面最活跃的领域之一，如同任何发展中的领域一样，多体动力学正在扩展到许多子领域。最活跃的一些子领域是： 模拟、控制方程的表述法、计算机计算方法、图解表示法以及实际应用。这些领域里的每一个都充满着研究机遇。”多柔体系统动力学近年来快速发展的主要推动力是传统的机械、车辆、军械、机器人、航空以及航天工业现代化和高速化。传统的机械装置通常比较粗重，且*作速度较慢，因此可以视为由刚体组成的系统。而新一代的高速、轻型机械装置，要在负载/自重比很大，*作速度较高的情况下实现准确的定位和运动，这是其部件的变形，特别是变形的动力学效应就不能不加以考虑了。在学术和理论上也很有意义。 关于多柔体动力学方面已有不少优秀的综述性文章。 在多体系统动力学系统中，刚体部分： 无论是建模、数值计算、模拟前人都已做得相当完善，并已形成了相应的软件。但对柔性多体系统的研究才开始不久，并且柔性体完全不同于刚性体，出现了很多多刚体动力学中不呈遇到的问题，如： 复杂多体系统动力学建模方法的研究，复杂多体系统动力学建模程式化与计算效率的研究，大变形及大晃动的复杂多体系统动力学研究，方程求解的stiff数值稳定性的研究，刚柔耦合高度非线性问题的研究，刚-弹-液-控制组合的复杂多体系统的运动稳定性理论研究，变拓扑结构的多体系统动力学与控，复杂多体系统动力学中的离散化与控制中的模态阶段的研究等等。柔性多体动力学而且柔性多体动力学的发展又是与当代计算机和计算技术的蓬勃发展密切相关的，高性能的计算机使复杂多体动力学的仿真成为可能，特别是计算机的功
2019中考物理一模整理科普阅读题
2018年中考一模整理之科普阅读题 （海淀）四、科普阅读题（共4分） 请阅读《太空快递员》并回答31题。 太空快递员 2017年4月20日，天舟一号货运飞船成功进入预定轨道，太阳能帆板展开正常，发射获得圆满成功。因为天舟一号“只运货，不送人”，被人们形象地称为“太空快递员”。天舟一号外观如图23所示，部分参数见下表。 在近地轨道运行的航天器会由于空气阻力而“掉高度”，为了维持高度，就需要火箭发动机适时启动以保持轨道高度，但是其携带的燃料是有限的。这就对被称为“太空加油”的在轨推进剂补加技术提出了需求。此次天舟一号的一个重要使命就是验证该项技术。 此次天舟一号的目标飞行器是天宫二号，为了给天宫二号补给物资，天舟一号必须首先和天宫二号交会对接。早在2011年11月3日，天宫一号目标飞行器就已与神舟八号飞船顺利完成我国的首次交会对接。天舟一号将首次使用我国航天人研发的快速自主交会对接技术。 交会对接完毕后，天舟一号就可以向天宫二号补给物资以及为天宫二号“太空加油”。别小看这次的“太空加油”，它是天舟一号和天宫二号在高速飞行中对接锁紧、确保补加装置和管路气密性好的前提下进行，其过程要比汽车加油复杂得多，分为29个步骤，每步都需要精细控制。首先，天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶，使天宫二号的燃料贮箱的气压低于天舟一号的燃料贮箱的气压；随后，接通天舟一号和天宫二号贮箱，使推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱，当两侧贮箱的气压相等时，加注工作完成。目前，我国成为继俄罗斯和美国之后第三个掌握在轨推进剂补加技术的国家。 天舟一号任务的圆满成功，标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。 31．请根据上述材料，回答下列问题： （1）“太空加油”时，天舟一号相对于天宫二号是的。（选填“静止”或“运动”） （2）“太空加油”时，推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱的条件是： 图23
多体动力学和非线性有限元联合仿真
A New Solution For Coupled Simulation Of Multi-Body Systems And Nonlinear Finite Element Models Giancarlo CONTI, Tanguy MERTENS, Tariq SINOKROT (LMS, A Siemens Business) Hiromichi AKAMATSU, Hitoshi KYOGOKU, Koji HATTORI (NISSAN Motor Co., Ltd.) 1 Introduction One of the most common challenges for flexible multi-body systems is the ability to properly take into account the nonlinear effects that are present in many applications. One particular case where these effects play an important role is the dynamic modeling of twist beam axles in car suspensions: these components, connecting left and right trailing arms and designed in a way that allows for large torsional deformations, cannot be modeled as rigid bodies and represent a critical factor for the correct prediction of the full-vehicle dynamic behavior. The most common methods to represent the flexibility of any part in a multi-body mechanism are based on modal reduction techniques, usually referred to as Component Mode Synthesis (CMS) methods, which predict the deformation of a body starting from a preliminary modal analysis of the corresponding FE mesh. Several different methods have been developed and verified, but most of them can be considered as variations of the same approach based on a limited set of modes of the structure, calculated with the correct boundary conditions at each interface node with the rest of the mechanism, allowing to greatly reduce the size of system’s degrees of freedom from a large number of nodes to a small set of modal participation factors. By properly selecting the number and frequency range of the modes, as well as the boundary conditions at each interface node [1], it is possible to accurately predict the static and dynamic deformation of the flexible body with remarkable improvements in terms of CPU time: this makes these methods the standard approach to reproduce the flexibility of components in a multi-body environment. Still, an important limitation inherently lies in their own foundation: since displacements based on modal representation are by definition linear, any nonlinear phenomena cannot be correctly simulated. For example, large deformations like twist beam torsion during high lateral acceleration cornering maneuvers typically lead to geometric nonlinearities, preventing any linear solution from accurately predicting most of the suspension’s elasto-kinematic characteristics like toe angle variation, wheel center position, vertical stiffness. One possible solution to overcome these limitations while still working with linear modal reduction methods is the sub-structuring technique [2]: the whole flexible body is divided into sub-structures, which are connected by compatibility constraints preventing the relative motion of the nodes that lie between two adjacent sub-structures. Standard component mode synthesis methods are used in formulating the equations of motion, which are written in terms of generalized coordinates and modal participation factors of each sub-structure. The idea behind it is that each sub-portion of the whole flexible structure will undergo smaller deformations, hence remaining in the linear flexibility range. By properly selecting the cutting sections it is usually possible to improve the accuracy of results (at least in terms of nodal displacements: less accuracy can be expected for stress and strain distribution). Another limitation of these methods is the preliminary work needed to re-arrange the FE mesh, although some CAE products already offer automatic processes enabling the user to skip most of the re-meshing tasks and hence reducing the modeling efforts. An alternative approach to simulate the behavior of nonlinear flexible bodies is based on a co-simulation technique that uses a Multi-body System (MBS) solver and an external nonlinear Finite Element Analysis (FEA) solver. Using this technique one can model the flexible body in the external nonlinear FEA code and the rest of the car suspension system in the MBS environment. The loads due to the deformation of the body are calculated externally by the FEA solver and communicated to the MBS solver at designated points where the flexible body connects to the rest of the multi-body system. The MBS solver, on the other hand, calculates displacements and velocities of these points and communicates them to the nonlinear FEA solver to advance the simulation. This approach doesn’t suffer from the limitations that arise from the linear modeling of the flexibility of a body. This leads to more accurate results, albeit at the price of much larger CPU time. In fact, simulation results are strongly affected by the size of the communication time step between the two solvers: a better accuracy (and more stable solver convergence) can be generally obtained by using smaller time steps which require larger calculation times, as shown also in [3].
对卫星电池寿命的理解
对卫星电池寿命的理解 老师上课的时候曾经讲过一个关于电池寿命的问题：”对于卫星电池来说，是等其剩余电量用完之后充电还是始终让其剩余电量保持在一个较高的百分比，哪一个更有利于电池的寿命更长久？”对于这个问题，老师当时并没有明确指出哪一个对电池更好。这让我对于卫星电池寿命产生了一些兴趣，于是在网上查找了一些资料。 查找资料时发现很多关于国内卫星寿命较短的报道和评论。其中一篇报道中提及了影响卫星寿命的三大因素：第一大影响卫星寿命的因素是卫星本身；第二大影响卫星寿命的因素是空间环境；第三大影响卫星寿命的因素是轨道因素。我觉得这讲得很有道理，而且这三个因素都与电池寿命有着很大的关系。 对于卫星本身来说，卫星的各个系统如姿态与轨道控制系统、人控制系统等等，大多是用电、热和磁来控制的，所以说电是卫星中非常重要的能源。众所周知，现在社会中用电产品非常多，没有了电会使生活陷入混乱。卫星也是如此。如果卫星电池寿命终结了，那么将难以给卫星各个系统正常工作提高必要的电能，这样的话卫星变“瘫痪”了。所以说尽可能的是卫星电池寿命延长对于卫星来说是非常有必要的。 查找资料得知,现代卫星电池主要包括太阳能电池、各种蓄电池、燃料电池，等等。所用材料的元素主要有硅、氢、锂、镍、锌、锰、铅，等等。太阳能电池利用的是半导体p-n结将光能装换成电能的。而在宇宙空间中，磁场能量和太阳能一样也非常丰富。在科技发展的
过程中，人们逐渐发现更好的电池材料，是电池效率提高，使用寿命更长，对环境污染减小。因此我想，随着科技的发展与进步，有没有可能向太阳能电池那样，做出将磁场能量高效地装换成电能的电池或是帆板。这种电池相比太阳能电池有一个明显的优势，太阳能电池需要有置于卫星主体外的太阳能帆板，才能转换太阳能为电能；而这种电池却不需要，因为磁场可以透过介质传播，所以可以将其置于卫星内部。这样做可以减小其受损的几率，并且对于控制卫星的姿态和稳定有很大的优势。如此，使得电池的寿命能有较大程度的提高。 在宇宙空间中，磁场能量和太阳能一样也非常丰富而且不受时间和空间的限制。这比太阳能帆板的效率高出很多。太阳能受到制约的因素很多，一天之中不可能24小时都能转换能量，并且一年中工作效率高的天数大概在一半左右，不是很高。而磁场能在这一方面所受到的限制则比较小。 前面提到的空间环境对卫星寿命的影响，其中便有一部分是太阳能电池帆板的因素。在宇宙空间中，有着许多的太空垃圾，由于太阳能帆板的存在，且对于卫星主体来说帆板所占用的空间不可忽视，而导致卫星与太空垃圾撞上的几率提高了几倍左右。如果运用磁场能电池的话，便能基本上消除帆板带来的不利影响，从而使卫星的安全性得到有效的提高。 此外，磁场能电池能使轨道因素对电池的影响大大减小。轨道的位置使卫星的位置确定，只能够在一定程度上调整太阳能帆板的姿态，并且由于光是延直线传播的，所以太阳能帆板可以利用的太阳能基本