脉冲大电流下降阶段电枢-轨道滑动电接触界面液化层不稳定性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51877096
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    陈立学
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0705.高电压与放电
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Solid armature and rail is a kind of pulse high current, high contact pressure, high speed sliding electrical contact pair in electromagnetic rail launcher. The interface liquid layer is formed under the combined action of electromagnetism, heat and force. In current ramp-down(-di/dt), the electrical contact degradation, which is caused by instability of interface layer, has a direct impact on efficiency and life of electromagnetic launch system. It has important engineering application value to study the instability of interface liquid layer between armature and rail in current ramp-down, which can support the practical application of electromagnetic rail launch technology. This project intends to study regularity of liquid layer instability at the interface between armature and rail in current ramp-down. A model for instability of liquid layer at the interface between armature and rail will be established. The instability criterion of liquid layer at interface between armature and rail in current ramp-down will be proposed. A new method for controlling of the instability of liquid layer in current ramp-down will provide guiding principles and technical support for optimal design of electromagnetic launch system.
固体电枢在电磁轨道发射器中的运动，是一种脉冲大电流、高接触压强、高速滑动电接触过程。电枢-轨道在电磁-热-力综合作用下形成界面液化层。在电流下降阶段（-di/dt），界面液化层不稳定导致的电接触劣化直接影响电磁发射系统的效率和寿命。研究电流下降阶段电枢-轨道界面液化层不稳定性机理，对于支撑电磁轨道发射技术的实用化具有重要的工程应用价值。本项目拟开展电流下降阶段电枢-轨道界面液化层不稳定的影响规律研究，建立电流下降阶段电枢-轨道界面液化层不稳定模型，获得电流下降阶段电枢-轨道界面液化层不稳定判据，提出电流下降阶段液化层不稳定控制方法，为电磁轨道发射系统的优化设计提供指导原则和技术支撑。

结项摘要

电磁轨道发射是一种能将物体加速到超高速度的新型发射技术。与传统滑动电接触不同，电磁发射系统中的电枢和轨道工作在高电流幅值、高接触压强、高滑动速度等极限条件下。在焦耳热和摩擦热的持续作用下，电枢材料会发生熔化，从而在枢/轨接触界面形成金属液化层，导致枢/轨之间的接触状态由初始的固-固接触变为固-液-固接触。这种接触状态的改变对枢/轨系统的稳定性有着重要的影响，因为金属液化层具有不稳定性，一旦液化层失稳，就有可能导致枢/轨之间的接触分离，进而引起转捩的发生，因此亟需研究液化层的动态特性及其稳定性的影响因素。但由于电磁发射系统较密闭，测量装置难以观测到内部情况；同时由于电枢运动速度快，测量装置也难以拍摄到清晰的瞬态图像，因此数值仿真分析是研究液化层动态特性及稳定性的主要手段。.搭建了动态三维磁扩散模型，分析了枢轨系统三维磁扩散特性，量化了速度趋肤效应对轨道侧电流密度分布的影响。发现在刚进入平顶阶段电流密度峰值先下降后上升且增速不断放缓；随电枢速度增大，电流更加集中在表层附近，1mm厚的表层区域最多能通过整个截面55%的电流。.建立了三维磁-弹流动压润滑模型，描述液化层的流动特性。根据三维磁-弹流动压润滑模型，分析了金属液化层动态特性。讨论了几种可能的边界液压取值情况，发现用计算磁扩散得到的磁压分布作为边界液压时，液化层能够稳定存在。由于电枢尾翼电磁力呈U型分布，液化层膜厚横向上呈拱形分布，整体为拱形发散间隙。在平顶阶段，液化层压强峰值有所减小，膜厚逐渐增大。液化层横向运动速度在350m/s以下，且越靠近接触面末端与边缘，液化层速度越大。.在研究电流下降沿斜率对液化层稳定性影响规律的过程中，基于液化层稳定性条件提出了电流下降沿阶段金属液化层破裂转捩机理，通过预测结果与实验实测数据的对比，校验了转捩机理用于预测转捩发生的准确性。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
考虑速度趋肤效应与接触电阻影响的枢轨界面电流分布特性
  • DOI：
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211767
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    电工技术学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王增基;陈立学;尤彭昊;兰昕宇;葛一凡
  • 通讯作者：
    葛一凡
Simulation on Side-Ejecting Characteristics of Metal Liquid Film in Electromagnetic Launcher
电磁发射器金属液膜侧射特性仿真
  • DOI：
    10.1109/tps.2020.3027719
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Plasma Science
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Shengguo Xia;Pengfei Wu;Yan Xiong;Jinghan Xu;Jinghui Ruan;Zengji Wang;Lixue Chen;Chengxian Li
  • 通讯作者：
    Chengxian Li
Analysis of Hydrodynamic Lubrication Considering the Self-Acceleration of a Liquid Conducting Film at Rail-Armature Interface
考虑轨道-电枢界面液体导电膜自加速的流体动力润滑分析
  • DOI：
    10.1109/tps.2018.2890122
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Plasma Science
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Jinming Yao;Shengguo Xia;Lixue Chen;Junjia He;Yan Xiong;Chendong Zhang
  • 通讯作者：
    Chendong Zhang
A 3-D Magneto-Elastohydrodynamic Model of Liquid Metal Film at Rail–Armature Interface
轨道电枢界面液态金属膜的 3-D 磁弹流体动力学模型
  • DOI：
    10.1109/tps.2020.2999058
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Plasma Science
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Jinghui Ruan;Lixue Chen;Yan Xiong;Chengxian Li;Shengguo Xia
  • 通讯作者：
    Shengguo Xia
Simulations on Saddle Armature With Concave Arc Surface in Small Caliber Railgun
小口径轨道炮凹弧面鞍形电枢的仿真
  • DOI：
    10.1109/tps.2019.2894165
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Plasma Science
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Chengxian Li;Lixue Chen;Shengguo Xia;Junjia He;Chendong Zhang;Yan Xiong;Jinming Yao
  • 通讯作者：
    Jinming Yao

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

小口径电磁轨道炮电枢电流熔蚀特性实验研究
  • DOI：
    10.13336/j.1003-6520.hve.20160401002
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    高电压技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤亮亮;张广洲;夏胜国;何俊佳;陈立学;冯登
  • 通讯作者：
    冯登
真空断路器电弧等离子体径向分布与粒子扩散过程的发射光谱诊断
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    广东电力
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张晋;袁召;陈立学;刘黎明;刘姗;罗威
  • 通讯作者：
    罗威
基于电容换相的混合式直流断路器设计与仿真
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    高电压技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李归霞;袁召;陈立学;邓春;蔡巍;秦逸帆
  • 通讯作者：
    秦逸帆
轨道电磁发射装置中电枢装配接触压力分布的不均匀特性
  • DOI：
    10.13336/j.1003-6520.hve.2015.06.014
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    高电压技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯登;夏胜国;陈立学;汤亮亮;李军;何俊佳
  • 通讯作者：
    何俊佳
针对直流电网故障的限流与限能技术研究
  • DOI：
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.191833
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘垣;陈立学;袁召;徐敏;刘黎明;李归霞
  • 通讯作者：
    李归霞

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

陈立学的其他基金

大电流高接触压强高速滑动电接触熔化磨损特性研究
  • 批准号：
    51307068
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码