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液体火箭发动机试车架螺栓连接力学特性分析与优化设计

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液体火箭发动机试车架螺栓连接力学特性分析与优化设计

作者：刘旭谦西安工业大学

学位级别：硕士

在航天工程中,为了确保发动机的性能、可靠性和安全性,在飞行之前通常需要进行火箭发动机静态测试和动态测试。试车架主要用于安装和支撑液体火箭发动机,为发动机测试提供平台。为了给液体火箭发动机试车提供安全、可靠的试车环境,本文... 详细信息

在航天工程中,为了确保发动机的性能、可靠性和安全性,在飞行之前通常需要进行火箭发动机静态测试和动态测试。试车架主要用于安装和支撑液体火箭发动机,为发动机测试提供平台。为了给液体火箭发动机试车提供安全、可靠的试车环境,本文研究了试车架中螺栓连接结构的力学特性,分析了在螺栓连接下的试车架的静力学和动态特性,实现了斜柱倾角、螺栓连接布局和螺栓连接工艺的优化。基于ANSYS Workbench软件对比不同模拟螺栓连接方法在试车架承力柱上的应力、位移、计算效率表现,确定了发动机试车架螺栓连接等效处理方法。通过试车架模态分析确定了前15阶模态最大位移节点为研究对象,通过谐响应分析得到最大位移节点在三个方向上振动的最大幅值以及对应的频率,从而验证了螺栓连接的试车架结构在试车环境下不会发生共振。在螺栓连接结构的力学特性分析基础上,通过对比不同角度下斜柱路径上的应力、位移表现完成斜柱倾角优化;通过响应面分析完成螺栓连接布局优化;通过对比不同螺栓拧紧顺序下的螺栓工作状态下的平均负载和负载方差完成螺栓连接工艺优化。缩比模型试验是获取火箭试车架动特性的重要途径之一,离散相似法成功解决了缩比模型的相似畸变问题,但螺栓预紧力圆整化造成了缩比模型的螺栓接合面压应力分布与原模型存在差异。本文采用预紧力修正的方法,减少了压应力分布差异问题。通过试车架缩比模型与原模型在静力学与动力学仿真实验,结果表明通过预紧力修正后,离散相似法可以用于火箭发动机试车架。

关键词：液体火箭试车架螺栓连接力学特性有限元建模优化缩比

柬埔寨汉语学习者初级综合课多模态线上教学研究

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柬埔寨汉语学习者初级综合课多模态线上教学研究

作者：袁谦谦广西大学

学位级别：硕士

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基于神经网络的二阶波-流和结构物相互作用

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 16-21页

作者：王赤忠郑宇谦葛晗朱嵘华浙江大学海洋学院浙江舟山316021 阳江海上风电实验室广东阳江529500

基于时域二阶势流理论,对位于均匀流中的水平半圆柱体在水面上的二阶波绕射问题进行了计算,得到了自由表面波时间历程、圆柱所受到的水动力时间历程及相应的一、二阶波和水动力幅值,并以此作为神经网络的训练样本,采用LM-BP神经网络来... 详细信息

基于时域二阶势流理论,对位于均匀流中的水平半圆柱体在水面上的二阶波绕射问题进行了计算,得到了自由表面波时间历程、圆柱所受到的水动力时间历程及相应的一、二阶波和水动力幅值,并以此作为神经网络的训练样本,采用LM-BP神经网络来预测任意参数(波浪频率或波数、流速或傅汝德数)组合下波浪和水动力幅值或峰值及其时间历程,可以快速地获得精度较高的计算结果.研究结果表明:对于样本数较小的一阶、二阶波浪和水动力幅值预测,可以采用单个隐含层及较少的神经元数或节点数即可获得较高精度的预测结果;而对于样本数很大的波浪和水动力时间历程预测,需要至少2个隐含层及较多的节点数才能获得较满意的结果.

关键词：时域二阶理论波-流-体相互作用 BP(逆向传播)神经网络 Levenberg-Marquardt算法机器学习

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基于深度学习的偏微分方程求解

基于深度学习的偏微分方程求解

作者：陈煜谦浙江大学

学位级别：硕士

添加剂与晶种调控制备高效稳定的无机钙钛矿太阳能电池

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添加剂与晶种调控制备高效稳定的无机钙钛矿太阳能电池

作者：温谦北方民族大学

学位级别：硕士

金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能成为下一代光伏半导体薄膜领域的最佳候选材料。目前,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs）的认证效率已基本可以与硅基太阳能电池相媲美,但由于其有机阳离子甲基铵（MA）... 详细信息

金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能成为下一代光伏半导体薄膜领域的最佳候选材料。目前,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs）的认证效率已基本可以与硅基太阳能电池相媲美,但由于其有机阳离子甲基铵（MA）和甲酰胺（FA）具有较强的挥发性,从而影响了器件的稳定性,极大地限制了PSCs的商业化应用。为了解决上述问题,广大学者采用无机Cs代替有机阳离子得到铯基卤化铅（Cs Pb X,X=I、Br、Cl）全无机PSCs,从而显著增强了器件的热稳定性和光稳定性。其中,Cs Pb I基钙钛矿薄膜因其良好的带隙、优异的光吸收能力已成为光伏领域的主要研究热点,但该薄膜容易发生相变,严重影响器件光电性能的进一步提升。基于此,本文以掺Br的Cs Pb I钙钛矿(Cs Pb IBr)薄膜为研究对象,通过添加剂工程和晶种诱导策略进行优化改性,以期提高薄膜的相稳定性,从而构建高效的全无机PSCs。具体研究内容如下:（1）利用添加剂工程将全氟化添加剂引入到前驱体溶液中,制备高效、稳定的Cs Pb IBr基PSCs。通过第一性原理计算发现,全氟己基磺酰氟（PHSF）添加剂中S=O可以与未配位Pb形成较强配位,从而有效钝化钙钛矿表面缺陷。同时,PHSF中的F、O可以与Ti O表面未配位的Ti相互作用,从而提高Ti O层的电导率、电子迁移率以及优化能带结构。通过实验表征发现,采用全氟化添加剂改性后的PHSF-Cs Pb IBr薄膜相较于原始Cs Pb IBr薄膜具有更好的结晶性,晶粒尺寸明显增大,晶界空隙显著减少,薄膜表面更加光滑。此外,全氟化添加剂钝化策略能够有效减少薄膜缺陷,降低缺陷态密度,抑制非辐射复合,且当前驱体溶液中PHSF的添加量为12μL时,所得薄膜的结晶性最好、晶胞尺寸最为均一。最终,基于此薄膜所组装得到的PSCs器件具有高达19.86%的光电转换效率,对应1.17 V的开路电压,20.51m A/cm的短路电流以及83.1%的填充因子。同时,该器件在相对湿度为10%～20%的环境中老化60天后,仍能保持初始效率的88%;在70℃的Ar手套箱中储存65 h后,也可维持初始效率的81%,而未经优化的原始器件分别仅能保持初始效率的79%和72%。（2）利用晶种诱导策略将前驱体溶液中的DMAPb I采用不同质量的MAPb I单晶替代,进而获取较为稳定的SC-Cs Pb IBr基PSCs。通过实验发现,经MAPb I单晶改性后的薄膜相较于原始Cs Pb IBr薄膜结晶性明显增强,晶粒平均尺寸显著增大。当MAPb I单晶与DMAPb I的质量比为3:1时,SC-Cs Pb IBr钙钛矿薄膜的光电性能可由16.3%提升至18.0%,同时改性后的钙钛矿薄膜具有较高的相稳定性。在相对湿度为20%～25%的室温下老化30 h以及70℃下持续加热25 h后,经优化的钙钛矿薄膜均具有较强的钙钛矿相衍射峰,而原始薄膜则发生明显相变并出现Pb I的特征衍射峰。此外,将SC-Cs Pb IBr器件放在相对湿度为20%～25%的环境中70℃持续加热25 h后仍可保持初始效率的84%,而原始器件仅能保持初始效率的77%。

关键词：钙钛矿无机全氟化添加剂缺陷钝化晶种调控

地震作用下半填半挖路基结构响应及其对车辆行驶平顺性的影响研究

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地震作用下半填半挖路基结构响应及其对车辆行驶平顺性的影响研究

作者：尹腾谦石家庄铁道大学

学位级别：硕士

冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

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冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

作者：周孟谦北京石油化工学院

学位级别：硕士

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研... 详细信息

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研究也未能展现出相变与塑性的耦合机理。这些问题的存在提醒我们,未来研究需要进一步结合实验与理论方法,深入探讨相变机制,为解决实际应用中的问题提供更为可靠的理论支持。本论文工作所有的数值模拟都是基于开源分子动力学软件LAMMPS,首先介绍了分子动力学基本原理、势函数的选取以及数据处理所用的软件和方法。利用活塞冲击法,探讨了沿[110]晶向冲击作用下单晶铁的塑性与相变的耦合机理。通过对相分数,位错密度,径向分布函数等的量化分析,发现单晶铁在不同晶向冲击下会出现不同的塑性变形行为。单晶铁在[110]晶向的冲击下表现出了独特的弹塑性或相转变临界状态。位错的运动会阻碍相变过程,相变会使得应力减小,与位错产生密切相关的滑移系得以确定,它们分别是(11(?))[111]和(112)[11(?)]。这两个滑移系代表着位错在材料内部滑移的主要路径和方向。在[110]晶向冲击下,原子间的失配位错和位错融合是主要的塑性变形机制。为探究铁的各向异性是如何影响冲击作用下塑性与相变的耦合,本论文研究了沿[100]、[111]晶向冲击作用下单晶铁试样的响应行为。模拟结果表明,在[100]晶向下的冲击过程中,也观察到塑性变形现象,滑移是主要的塑性变形机制且BCC相大部分转变为HCP相,沿[111]晶向冲击,原子间的堆垛错和面内原子的再分布是主要的塑性变形机制,BCC相大部分转变为FCC相。最后本文总结了论文的主要结论和创新贡献,并提出了未来研究的前景。

关键词：单晶铁分子动力学冲击波塑性相变

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考虑扩建的VTS雷达站多目标选址优化

中国管理科学 2024年第9期 70-81页

作者：黄川吕靖孙立谦艾云飞交通运输部规划研究院大连海事大学交通运输工程学院中国交通信息科技集团有限公司中国交通通信信息中心

考虑到已建船舶交通管理系统（vessel traffic service,VTS）监管能力不足的现状，以VTS雷达站扩建为研究内容，研究了VTS雷达站多目标选址问题。考虑实际建站过程中周围障碍物产生遮挡以及雷达无线电波在介质中传播存在衰减特征，提出... 详细信息

考虑到已建船舶交通管理系统（vessel traffic service,VTS）监管能力不足的现状，以VTS雷达站扩建为研究内容，研究了VTS雷达站多目标选址问题。考虑实际建站过程中周围障碍物产生遮挡以及雷达无线电波在介质中传播存在衰减特征，提出了雷达衰减测算方法和障碍物遮挡判断方法；以建站总成本最小和水域总面积覆盖率最大为目标，构建了考虑扩建的VTS雷达站多目标两阶段选址模型，并设计自适应混沌粒子群算法求解。然后，以我国南方某省份VTS雷达站选址项目为算例进行模型验证、敏感性分析及算法有效性分析，并就方案选择展开讨论。研究结果表明，所建模型及算法能够有效得到近似最优解，为VTS雷达站扩建选址提供解决思路。

关键词：船舶交通管理系统雷达站选址扩建障碍物遮挡雷达衰减

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大曲率半径光学球面批量测试技术研究

大曲率半径光学球面批量测试技术研究

作者：张谦谦西安工业大学

学位级别：硕士

曲率半径是球面元件光学特性的重要参数之一。大曲率半径光学球面元件的应用领域广、数量多,因此检测效率也需要提高。球面元件属于光学元件的一种,其曲率半径和垂轴放大率之间存在数学联系。本篇论文主要是通过图像处理的方法实现批量... 详细信息

曲率半径是球面元件光学特性的重要参数之一。大曲率半径光学球面元件的应用领域广、数量多,因此检测效率也需要提高。球面元件属于光学元件的一种,其曲率半径和垂轴放大率之间存在数学联系。本篇论文主要是通过图像处理的方法实现批量测量球面元件曲率半径,首先获取曲率已知的元件组在光学系统中多位置的图像组,通过基于清晰区域筛选的图像增强方法对图像进行增强并进行预处理,再提取其图像特征,将提取出的特征和相应的元件曲率进行匹配拟合,建立起光学系统中同一视场中不同位置的相应关系曲线。在批次测量未知曲率元件时,解算出图像特征,参照关系曲线得到曲率半径。主要工作内容包括以下几个部分1.详细介绍了大曲率半径光学球面批量测量技术的技术原理及关键参数。在此基础上分析了测量技术的不同关键参数变化对图像特征参数的影响,明确了本文主要研究中要注意的影响因素。2.对如何对获得的图像进行预处理进行了详细描述。提出了一种基于清晰区域筛选的方法,解释了对图像边缘区域和非边缘区域的增强原理,实现了图像中模糊区域的图像质量的增强。采用阈值分割方法对增强后的图像进行了阈值的分割,将无关信息和背景噪声进行了一定的滤除。结合图像特征对霍夫检测算法进行一定的改进,使用改进后的算法实现区域检测,对图像中有效区域进行了筛选,减少了易出现瑕疵区域的检测。3.使用基于击中击不中变换的形态学细化算法对提取到的有效区域进行了中心线提取,获得了光滑且整齐的图像中心线。结合霍夫直线检测对中心线间距特征进行识别,解算出了中心线间距。通过不同位置处得到的图像,将不同元件的图像的特征间距值与相应的曲率半径值进行匹配,通过最小二乘法拟合出了不同位置处曲率半径变化时图像特征间距值的变化曲线。归纳总结了位置变化时特征曲线中关键参数的变化规律。4.组建了大曲率半径光学球面测试试验系统,完成了测量系统主要光学器件的选型,完善了测量系统中机械结构的设计,对测量系统整体进行装配以及调试。再选取多个未知曲率的光学球面元件,将其同时置于测量系统中进行大曲率半径光学球面的批量测试,同时对各元件利用光学检测仪器进行高精度球面检测,分析了结果误差。实验验证本方法单批次可测量外轮廓直径50mm的球面元件数量为12个,误差在1.6%以内。

关键词：曲率半径批量测量图像处理特征分析