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航天飞行器轻质纳米材料高温隔热性能

航空学报 2018年第4期39卷 148-159页

作者：吴大方任浩源王峰王怀涛北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

纳米隔热材料是一种新型航天飞行器热防护材料。本文使用自行研制的高速飞行器热试验系统,对Al_2O_3纳米材料的高温隔热性能进行试验研究及数值计算,为高速航天器热防护系统的安全可靠性设计提供重要依据。研究结果表明,厚度仅为10mm的A... 详细信息

纳米隔热材料是一种新型航天飞行器热防护材料。本文使用自行研制的高速飞行器热试验系统,对Al_2O_3纳米材料的高温隔热性能进行试验研究及数值计算,为高速航天器热防护系统的安全可靠性设计提供重要依据。研究结果表明,厚度仅为10mm的Al_2O_3纳米材料板,当前表面温度为1 200℃时(1 800s),前后表面的温度差高达880.9℃,后表面温度降低了73.4%,且隔热性能稳定。另外与某空天飞行器轻质陶瓷材料进行了隔热性能的对比试验,结果显示轻质陶瓷材料板的背壁温度要比Al_2O_3纳米材料板高56%。说明Al_2O_3纳米材料的高温隔热性能非常优异,在航天器和高超声速飞行器热防护中具有重要的应用价值。由扫描电镜(SEM)图像知,当温度超过1 200℃后,Al_2O_3纳米材料颗粒快速聚集生长,颗粒间的空洞尺寸显著增大,材料内部纤维出现熔融现象,裂纹数量增多、深度及宽度显著增大,影响材料表观导热率。另外,当温度高于1 200℃时,纳米材料板边界出现了较大的收缩变形和弯曲变形。基于试验结果可知,Al_2O_3纳米隔热材料应该在小于1 200℃的热环境中使用。

关键词：纳米材料高温隔热性能航天飞行器热防护材料

含非线性连接的折叠舵全时域多学科耦合分析方法及应用

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航空学报 2023年第S02期44卷 115-126页

作者：张程任浩源史泰龙戴雯迪中国运载火箭技术研究院北京100076

飞行器为了缩减储运空间,广泛采用折叠舵面构型。针对含非线性连接的折叠舵动力学系统,基于Mindlin板方程对舵面结构进行建模,采用三阶活塞理论推导了非定常气动力模型,运用Newmark方法和牛顿法迭代法求解了含非线性边界的舵面位移时域... 详细信息

飞行器为了缩减储运空间,广泛采用折叠舵面构型。针对含非线性连接的折叠舵动力学系统,基于Mindlin板方程对舵面结构进行建模,采用三阶活塞理论推导了非定常气动力模型,运用Newmark方法和牛顿法迭代法求解了含非线性边界的舵面位移时域响应,采用频域法和时域法对飞行器折叠舵面的气动弹性稳定性和位移响应进行分析,讨论了折叠机构非线性类型和模型参数对气动弹性行为的影响。研究结果表明:建立舵面模型的固有频率和非定常响应结果与商业有限元结果的偏差小于2.2%,具有较好的一致性,验证了结构动力学模型的正确性;对于多项式非线性连接刚度,在临界速度条件下表现为收敛趋势;对于间隙非线性和双线性连接刚度,在临界速度条件下表现为渐发散趋势,在0.5°间隙条件下,双线性刚度的振动幅值显著小于间隙刚度的幅值,说明在间隙折叠机构内预置扭簧能够显著降低振动响应;对于非对称混合非线性刚度,在临界速度条件下表现为渐发散趋势。该方法对飞行器流固耦合问题研究以及飞行条件下含非线性连接的折叠舵面振动响应评估具有一定指导作用。

关键词：折叠舵气动弹性非定常气动多场耦合动力学响应

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基于能量观念建构的高中物理教学设计研究

基于能量观念建构的高中物理教学设计研究

作者：任浩源延安大学

学位级别：硕士

核心素养是当下我国基础教育课程改革探讨研究的一个焦点,在基础教育不同学段的各学科课程中其具体所指的内容各有不同,而高中物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面的内容,其中,物理观念主要... 详细信息

核心素养是当下我国基础教育课程改革探讨研究的一个焦点,在基础教育不同学段的各学科课程中其具体所指的内容各有不同,而高中物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面的内容,其中,物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素。本文以能量观念这个贯穿整个物理学的基本认知的建构为出发点,对高中物理教学设计进行研究,主要包括四个部分。首先是研究的背景与理论基础。分析了国内外关于能量观念的研究背景,对核心素养、物理观念、能量观念等进行界定,对基础理论的主要观点进行了整理总结。第二部分对能量观念的体系进行解析梳理。在解析能量观念内涵的基础上,分析了普通高中课程标准中能量观念的相关内容要求,梳理了人教版高中物理教材中能量观念相关的知识内容,通过整合已有的关于能量观念水平测评的研究成果,结合课程标准中的学业水平要求,提出了能量观念的各级水平对应的基本标准。第三部分是基于能量观念的教学原则和教学方案设计实践。在先前的理论分析研究和高中阶段物理能量观念体系梳理的基础上,从教学分析、教学目标、教学过程三个角度提出了基于能量观念建构的高中物理教学设计原则,选择“机械能守恒定律”与“热力学第二定律”两节内容给出教学设计的两个案例,并通过教学实践对其可行性加以验证。最后作为本研究的总结与反思。本研究对高中一线物理教师的教学改进有一定参考价值,但仍可以在以后的工作中加以补充完善。

关键词：物理观念能量观念观念建构教学设计

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基于煤矿井下监控视频的人体异常行为识别

基于煤矿井下监控视频的人体异常行为识别

作者：任浩源太原科技大学

学位级别：硕士

目前,煤矿井下布控的监控系统为保障煤矿井下的正常综采、综掘、开拓以及井下工人作业的安全发挥着巨大的作用。但调度室监控人员长时间观看监控视频会引起视觉疲劳,对煤矿井下工人作业时出现的操作失误等问题出现漏检的情况,严重威胁... 详细信息

目前,煤矿井下布控的监控系统为保障煤矿井下的正常综采、综掘、开拓以及井下工人作业的安全发挥着巨大的作用。但调度室监控人员长时间观看监控视频会引起视觉疲劳,对煤矿井下工人作业时出现的操作失误等问题出现漏检的情况,严重威胁到井下矿工作业安全。虽然计算机视觉技术在监控视频领域不断推广,但是煤矿井下复杂多变的地形以及厚重的粉尘等问题也一直影响着人体姿态中异常行为的检测,在处理井下异常行为方面,还未取得理想的效果。而今,各国学者针对人体姿态估计和煤矿井下人体异常行为检测方法也在进行研究,而对于煤矿暗环境下矿工的行为检测是一个比较难的问题,为了对人体姿态进行识别,研究了二维图像对三维图像的建模,对姿态关键点提取的准确度和关键点之间的关联融合也进行了深入研究,为了实现对煤矿井下探放水异常姿态进行识别,研究了融合注意力机制的长短期记忆CNN网络模型,并验证了异常行为识别的可行性。本文完成的工作如下:(1)针对人体姿态估计鲁棒性低的研究现状,提出了一种以单目摄像机捕获的2D图像为基础,利用深度空间信息来为提取浅3D姿态模型创造条件,降低了单目摄像机中2D图像与3D关键点关联的模糊性。同时,采用最小滤波的方法对2D姿态信息进行降噪,并利用关键点分级回归模块将人体姿态关节点空间深度重构到3D空间,通过权重信息来表达关键点之间的相关性,深度融合以提取出浅3D姿态模型。最后通过3D姿态细化对浅3D姿态模型进行细化,从而获得姿态细化的完整姿态模型。通过对BMHAD数据集进行了实验,与CPMs、SH、CP三个2D以及3D姿态关节模型的生成结果的PCK值,得到改进后的CPMs的效果最优,2D关键点PCK值总体达到95.5%,3D关键点PCK值总体达到87.2%,证明了细化姿态模型在人体姿态估计任务上的有效性。(2)针对煤矿井下探放水异常行为检测,在实习期间收集的煤矿井下数据集,采用卷积神经网络CNN为基础,融合长短期记忆网络以及注意力机制,自动提取视频中的人体姿态特征。实验结果表明,基于自注意力机制的长短期记忆卷积神经网络能够明显地关注矿工身体线条,这为矿工探水行为的确定提供了很大的帮助;此外,LSMT也具有较强的能力,能够描述特征和时间信息,并判断出行为是正常还是异常,表现出了不错的性能。

关键词：煤矿井下关键点提取人体姿态估计空间深度重构异常行为识别

BP神经网络在煤与瓦斯突出危险性预测中的应用研究

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BP神经网络在煤与瓦斯突出危险性预测中的应用研究

作者：任浩源西安科技大学

学位级别：硕士

煤矿安全是当前煤矿生产工作的重要任务之一，然而煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产最为严重的自然灾害之一。鉴于目前突出灾害日益严重的现实状况，煤与瓦斯突出的预测研究对保障煤矿的安全生产显得更加重要。本文结合综合假说为理论基... 详细信息

煤矿安全是当前煤矿生产工作的重要任务之一，然而煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产最为严重的自然灾害之一。鉴于目前突出灾害日益严重的现实状况，煤与瓦斯突出的预测研究对保障煤矿的安全生产显得更加重要。本文结合综合假说为理论基础，研究了煤与瓦斯突出的一般规律及其影响因素，并应用BP神经网络的知识对煤与瓦斯突出的危险性预测进行了研究。论文阐述了煤与瓦斯突出危险性预测的必要性和意义，分析了当前的研究现状及存在问题，并以综合假说的突出机理为基础，确定了基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的研究方案和技术路线。论文研究了煤与瓦斯突出的一般规律，并以综合假说为理论基础，分析了煤与瓦斯突出危险性的影响因素，建立了煤与瓦斯突出危险性的评价指标体系。论文分析以地应力、瓦斯参数和煤体物理力学性质等控制和影响突出的各种因素，应用灰色关联分析的理论和知识，确定了煤与瓦斯突出危险性预测的主控因素。论文建立了基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的数学模型，并通过数学软件MATLAB将其实现，以具体煤矿为例进行了区域突出危险程度的评价。该方法简单易行，具有一定的实用性和可操作性。

关键词：煤与瓦斯突出 BP神经网络危险性预测 MATLAB

ESG实践对企业价值的影响研究 ——比亚迪与上汽集团对比分析

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ESG实践对企业价值的影响研究 ——比亚迪与上汽集团对比分析

作者：任浩源河北金融学院

学位级别：硕士

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航天飞行器折叠翼锁紧机构力学模型

航空动力学报 2023年第12期38卷 3009-3019页

作者：任浩源王毅王亮周剑波常汉江蔡毅鹏雷豹中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京100076

针对折叠翼插-拔式锁紧机构建模问题,采用平面应变假设和叠加原理对模型简化降维,构建了考虑间隙效应的连接刚度解析模型。首先,采用能量法求解接触摩擦引起的非静定问题,获得法向和切向接触力;其次,基于Hertz基本解计算出等效接触刚度... 详细信息

针对折叠翼插-拔式锁紧机构建模问题,采用平面应变假设和叠加原理对模型简化降维,构建了考虑间隙效应的连接刚度解析模型。首先,采用能量法求解接触摩擦引起的非静定问题,获得法向和切向接触力;其次,基于Hertz基本解计算出等效接触刚度,并采用梁模型计算弹性销的弯曲变形;通过将解析解与文献试验值进行对比,对方法的适用性进行验证,并进一步针对不同接触模式开展参数影响分析,最终给出了载荷和间隙对连接刚度的影响规律。结果表明:当载荷由20 N·m变为50 N·m时,锁紧机构的连接刚度增大约3%~5%,存在刚度渐硬非线性效应;而随间隙增大,连接刚度呈现下降趋势,其原因为配合尺寸影响弹性销与孔壁的相对姿态。

关键词：折叠翼面锁紧机构力学模型接触刚度半解析方法

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基于滑模控制和舵轴驱动的多间隙折叠舵颤振抑制方法

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：任浩源程涛张程蔡毅鹏刘飞张炜群中国运载火箭技术研究院

高速飞行器折叠舵因连接结构存在间隙，在飞行过程中易出现非线性动力学行为，气动弹性主动抑制技术是重要的解决方案。由于全动折叠舵只有内舵的舵轴转动位移是输入参数，本文基于滑模控制网络，提出了通过控制舵轴转动来实现多间隙折... 详细信息

高速飞行器折叠舵因连接结构存在间隙，在飞行过程中易出现非线性动力学行为，气动弹性主动抑制技术是重要的解决方案。由于全动折叠舵只有内舵的舵轴转动位移是输入参数，本文基于滑模控制网络，提出了通过控制舵轴转动来实现多间隙折叠舵颤振主动抑制的新方法。首先基于三维折叠舵模型和活塞理论非定常气动力计算方法，采用线性弹簧模型描述内/外舵折叠机构连接刚度，推导了四自由度折叠舵动力学模型，阐述了舵轴驱动对线性折叠舵系统颤振抑制的可行性和控制机理；进一步将折叠机构连接刚度模型改为间隙非线性弹簧，分析了多间隙非线性折叠舵气动弹性响应行为和滑模控制的颤振抑制效果。研究结果表明：对于所分析的折叠舵系统，沉浮间隙和扑动间隙有利于提高颤振速度，而俯仰间隙将降低颤振速度；采用滑模控制方法能够有效提高线性和间隙非线性折叠舵面的颤振速度。本文研究方法和结果为新型折叠舵系统的设计和气动弹性控制提供了一种工程化解决思路。

关键词：折叠舵间隙气动弹性滑模控制颤振抑制非线性振动

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基于时序知识推理的时序知识图谱补全方法

海军工程大学学报 2024年第2期36卷 87-92,106页

作者：崔良中任浩源吕晓海军工程大学电子工程学院武汉430033

基于知识推理的知识图谱补全技术研究在静态图谱上已经获得了较为明显的效果,但其在处理与时间相关的事件上仍存在着不足,而基于时序推理的知识图谱补全方法更加贴合真实事件,有较高的研究价值。然而,现有的时序知识图谱补全技术在处理... 详细信息

基于知识推理的知识图谱补全技术研究在静态图谱上已经获得了较为明显的效果,但其在处理与时间相关的事件上仍存在着不足,而基于时序推理的知识图谱补全方法更加贴合真实事件,有较高的研究价值。然而,现有的时序知识图谱补全技术在处理节点信息和全局信息上存在局限性问题。因此,提出了一种基于注意力聚合邻居信息并使用双向LSTM处理时间信息的改进方法。首先,通过推理预测的方式补全时序知识图谱中缺失的信息,并在推理过程中生成推理路径图来解决由神经网络所带来的不可解释性问题;然后,使用4种不同时间跨度的公开数据集进行了实验并与主流方法进行了比较。实验结果表明:所提方法在R mr、h@1和h@10这3个指标上是优于现有方法的。

关键词：时序知识图谱知识图谱补全知识推理注意力机制图神经网络