本文關(guān)鍵詞：基于壓力和熱相移的超流體陀螺量程擴展研究

  更多相關(guān)文章： 超流體干涉陀螺 交流約瑟夫森效應(yīng) 超流氦傳熱 量程擴展系統(tǒng) 壓力相移 相移鎖定法

【摘要】：超流體陀螺是以低溫物理學為理論基礎(chǔ)的新型陀螺。超流體干涉陀螺利用物質(zhì)波干涉而具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢從而成為超流體陀螺的主要發(fā)展方向。超流體陀螺在國內(nèi)外學者們的長期研究下已經(jīng)取得一定成果,但是仍然存在性質(zhì)與技術(shù)方面的問題需要解決。論文針對超流體陀螺的驅(qū)動原理、超流氦傳熱機理和新的量程擴展方案展開了深入研究。論文首先對超流氦的性質(zhì)以及超流體干涉陀螺的基本原理進行了研究,以美國研究學者Packard團隊的陀螺為模型,對超流體陀螺的各個模塊的工作原理進行了詳細研究,并且建立相應(yīng)的數(shù)學模型,并提出可能存在的關(guān)鍵問題。通過對超流體陀螺驅(qū)動機理的研究,對超流體陀螺的壓力驅(qū)動和熱驅(qū)動方式進行建模,并對驅(qū)動過程中的流量和薄膜位移等參數(shù)進行了建模,構(gòu)成了驅(qū)動工作中的驅(qū)動模型、流量模型和薄膜位移模型,并仿真了兩種驅(qū)動方式下的超流體陀螺各參數(shù)變化規(guī)律,對兩種驅(qū)動方式進行分析,得出兩種驅(qū)動方式都可以產(chǎn)生恒定的化學勢能差,保證超流體進行穩(wěn)定的約瑟夫森振蕩,令超流體陀螺能夠穩(wěn)定工作,穩(wěn)定振蕩的流量和薄膜位移是超流體陀螺量程擴展的基礎(chǔ),所以對驅(qū)動系統(tǒng)的研究為量程擴展研究的基礎(chǔ)。量程擴展系統(tǒng)為超流體陀螺中的重要模塊,為超流體陀螺的主要組成部分。由于量程擴展系統(tǒng)中使用加熱熱阻的方式進行熱相移注入,所以量程擴展系統(tǒng)與超流氦傳熱機理具有緊密聯(lián)系。通過對量程擴展系統(tǒng)和超流氦傳熱機理的綜合研究可以得出結(jié)論,熱相移的注入并非瞬時完成,存在的延遲會很大程度上影響超流體陀螺的性能,所以需要對超流氦傳熱機理進行深入研究并探究新的量程擴展方案解決時延問題。為了解決熱相移注入時延,論文提出了基于壓力和熱相移協(xié)同作用的量程擴展方案。利用薄膜拉扯驅(qū)動熱管中的超流體產(chǎn)生壓力相移,利用加熱熱阻產(chǎn)生熱相移,令兩種相移共同實時補償薩格納克相移,從而解決熱相移時延、薄膜產(chǎn)生壓力相移不能長時間工作的問題,提高量程擴展系統(tǒng)性能。論文對兩種相移的產(chǎn)生和綜合補償原理進行了建模和仿真,驗證方案可行性。最后在該方案的基礎(chǔ)上,采用模糊邏輯控制方案改善熱相移產(chǎn)生過程的動態(tài)性能,縮短了補償熱相移達到目標相移的時間,提高了量程擴展系統(tǒng)的性能。最后仿真驗證。
【關(guān)鍵詞】：超流體干涉陀螺 交流約瑟夫森效應(yīng) 超流氦傳熱 量程擴展系統(tǒng) 壓力相移 相移鎖定法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN96
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 論文研究背景和意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析15-19
• 1.2.1 三種基于超流體氦的陀螺15-18
• 1.2.2 超流體陀螺驅(qū)動原理研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 超流體陀螺量程擴展研究現(xiàn)狀19
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)19-22
• 第二章 超流氦性質(zhì)及超流體陀螺原理研究22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 超流氦性質(zhì)研究22-26
• 2.2.1 超流氦的二流體模型22-24
• 2.2.2 超流氦的熱機械和機械熱效應(yīng)24-26
• 2.3 超流體陀螺的工作原理研究26-32
• 2.3.1 交流約瑟夫森效應(yīng)26-28
• 2.3.2 物質(zhì)波干涉陀螺敏感角速度原理28-30
• 2.3.3 幅值檢測原理30-32
• 2.4 超流體陀螺關(guān)鍵問題分析32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 超流體陀螺驅(qū)動技術(shù)研究34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 壓力驅(qū)動研究34-41
• 3.2.1 壓力驅(qū)動數(shù)學模型的建立34-38
• 3.2.2 壓力驅(qū)動模型的仿真與分析38-41
• 3.3 熱驅(qū)動研究41-46
• 3.3.1 熱驅(qū)動模型的建立41-43
• 3.3.2 熱驅(qū)動模型的仿真和分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 量程擴展與超流氦傳熱機理研究47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 超流體陀螺量程擴展系統(tǒng)研究47-52
• 4.2.1 相移鎖定法原理研究47-49
• 4.2.2 量程擴展機理研究49-52
• 4.3 超流氦傳熱機理研究52-58
• 4.3.1 超流氦的超常導(dǎo)熱52-54
• 4.3.2 超流氦傳熱研究54-58
• 4.4 超流氦傳熱在量程擴展系統(tǒng)中的作用和影響58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 基于壓力和熱相移的量程擴展方案研究60-75
• 5.1 引言60
• 5.2 基于壓力和熱相移的量程擴展方案60-66
• 5.2.1 壓力和熱相移的產(chǎn)生原理60-64
• 5.2.2 壓力相移和熱相移綜合補償原理64-66
• 5.3 基于壓力和熱相移的量程擴展優(yōu)化方案66-74
• 5.3.1 基于壓力和熱相移的量程擴展優(yōu)化方案66-67
• 5.3.2 零點偏置和幅值檢測的線性化67-68
• 5.3.3 壓力和熱相移共同注入的優(yōu)化方案68-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)和展望75-77
• 6.1 論文主要內(nèi)容75
• 6.2 論文創(chuàng)新點75-76
• 6.3 后續(xù)研究工作和展望76-77
• 參考文獻77-82
• 致謝82-83
• 在學期間的研究成果及學術(shù)論文83

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：532005