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时变来流条件下横向射流燃油破碎和雾化特性数值研究

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航空动力学报 2024年第8期39卷 50-59页

作者：张权刘玉英刘坤霖高昭谢奕北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

针对涡轮基组合循环发动机加力/冲压燃烧室模态转化过程中进口气流随时间剧烈变化的问题,以横向射流为研究对象,在来流温度300~800 K、来流速度100~164 m/s和来流加速度20~100 m/s^(2)条件下,采用雷诺平均/离散相模型相结合的方法探讨... 详细信息

针对涡轮基组合循环发动机加力/冲压燃烧室模态转化过程中进口气流随时间剧烈变化的问题,以横向射流为研究对象,在来流温度300~800 K、来流速度100~164 m/s和来流加速度20~100 m/s^(2)条件下,采用雷诺平均/离散相模型相结合的方法探讨了来流加速度对横向射流外轨迹以及索太尔平均直径(SMD)分布的影响,采用大涡模拟/流体体积法相结合的方法探讨了来流加速度对横向射流燃油雾化过程的影响。结果表明:来流加速度对横向射流外轨迹和下游SMD分布几乎没有影响;来流加速度可能引起射流液柱破碎点延后、反向对转涡沿喷射方向分布变宽且沿展向在边缘处强度减弱,但影响并不显著;时变来流对于燃油破碎及雾化特性无明显影响。

关键词：时变来流流体体积(VOF)模型液雾分布轨迹索太尔平均直径(SMD)分布破碎点

基于GRACE的新疆平原区地下水干旱时空变化及其对气象干旱的响应

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干旱区地理 2024年

作者：龚栋栋高凡吴彬刘坤新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，... 详细信息

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，对区域经济可持续发展、生态系统安全有重要意义。基于GRACE重力卫星数据和全球陆地同化系统(GLDAS)数据估算2003-2022年新疆平原区地下水储量变化，在此基础上对地下水储量变化进行标准化处理，构建地下水干旱指数，分析新疆平原区地下水干旱时空变化特征，最后使用最大相关系法分析地下水干旱对气象干旱的响应关系。结果表明：(1)新疆平原区地下水储量变化呈下降趋势，其下降速率为0.60 cm·a-1，下降较为明显的区域主要集中在天山区域山前平原区，上升区域主要集中在昆仑山北麓山前平原区及阿尔泰山北麓西部山前平原区。(2)地下水干旱指数监测到新疆平原区于2014年4月—2015年4月、2022年5—12月分别发生了历时13个月、8个月的地下水干旱事件。整体来看，新疆平原区地下水干旱频率为0.21，地下水干旱平均强度为1.0～2.0，地下水平均干旱历时为4～28个月；其中，平均干旱历时为4～10个月、11～16个月、17～22个月、23～28个月的面积占比分别为80.68%、9.54%、4.15%、5.63%。(3)新疆平原区地下水干旱对气象干旱的平均响应时间为18个月；响应时间为1～3个月、4～6个月、7～9个月、10～12个月、13～24个月的面积占比分别为11.00%、2.13%、2.75%、2.00%、14.66%、67.46%。其中，近20 a来天山北麓山前平原区的响应时间呈增大趋势，响应时间由1～3个月增大为18～24个月，昆仑山北麓山前平原区部分区域的响应时间则先由9～12个月减缓至1～3个月，后延长至12～24个月。

关键词： GRACE 地下水储量变化地下水干旱气象干旱响应关系

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螺旋桨多设计点气动优化方法和变桨距角策略

航空学报 2024年第9期45卷 92-105页

作者：王海峰刘坤澎江泓鑫杜晨曦西北工业大学航空学院西安710072 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

高空太阳能无人机(UAV)在起飞爬升阶段飞行速度慢,爬升率低,爬升时间很长,需要螺旋桨提供大拉力以实现快速爬升,但低空空气密度大,螺旋桨处于小转速、大扭矩状态。在20 km高空飞行阶段,空气密度只有地面的1/14,要求螺旋桨处于高转速、... 详细信息

高空太阳能无人机(UAV)在起飞爬升阶段飞行速度慢,爬升率低,爬升时间很长,需要螺旋桨提供大拉力以实现快速爬升,但低空空气密度大,螺旋桨处于小转速、大扭矩状态。在20 km高空飞行阶段,空气密度只有地面的1/14,要求螺旋桨处于高转速、高效率状态。受动力系统的功率限制,定桨距螺旋桨无法匹配这2种状态,需要采用变桨距技术,实现低空的小桨距、低转速、大拉力构型,高空的大桨距、高转速、高效率构型。提出了一种满足多设计点螺旋桨气动外形优化方法和多工况变桨距角策略。建立了基于片条理论的螺旋桨多设计点气动外形优化模型,实现了螺旋桨各剖面弦长和扭转角分布等外形参数优化;在此模型上加入了考虑桨距角变化的快速气动计算模型,实现了多工况下变桨距角策略。通过对比定桨距和变桨距下的螺旋桨气动性能,结果表明,基于螺旋桨多设计点气动外形优化模型设计的螺旋桨在高空多设计点效率均在80%以上,有利于太阳能无人机的长时间飞行;考虑变桨距优化策略的螺旋桨,在起飞爬升工况拉力最高提升78.42%,可以提供更大的爬升率,有利于太阳能无人机在起飞时快速通过对流层到达高空设计点飞行。

关键词：螺旋桨片条理论多设计点太阳能无人机气动优化变桨距角优化策略

爆轰加载下TATB基钝感炸药的冲击-卸载-再冲击实验装置设计与模拟

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高压物理学报 2024年第4期38卷 79-89页

作者：樊辉刘坤谷岩孙占峰中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

在一些特殊的工程应用和意外事故中,炸药内部可能会受到多次冲击压缩和卸载作用从而使其起爆性能发生变化,因此,需要一种可以模拟多次冲击和卸载的实验加载装置,用以研究炸药在复杂载荷下的起爆响应。基于爆轰加载原理,提出并设计了一... 详细信息

在一些特殊的工程应用和意外事故中,炸药内部可能会受到多次冲击压缩和卸载作用从而使其起爆性能发生变化,因此,需要一种可以模拟多次冲击和卸载的实验加载装置,用以研究炸药在复杂载荷下的起爆响应。基于爆轰加载原理,提出并设计了一种可以实现完全卸载的冲击-卸载-再冲击的爆轰加载实验装置,利用数值模拟对该装置进行了仿真设计和参数优化,并通过实验验证了数值模拟的准确性和装置设计的可行性。结果表明:利用所设计的爆轰加载装置驱动钨镁双层飞片撞击TATB基钝感炸药,通过调整装置中的间隙宽度,可以对炸药实现完全卸载的冲击-卸载-再冲击加载,为后续研究炸药在复杂载荷多次冲击下的起爆响应提供了一种新的实验技术。

关键词：冲击-卸载-再冲击爆轰加载 TATB基钝感炸药

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第四次中东战争中以色列的战略预警失败及启示

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情报杂志 2024年第6期43卷 1-6,21页

作者：刘忠郑嘉蕾刘坤集美大学马克思主义学院厦门361021

[研究目的]通过历史案例分析,探讨战略预警问题的制约因素和难点,丰富相关理论研究的同时,为提升国家安全战略预警能力提供参考借鉴。[研究方法]采用文本分析和归纳等研究方法,在总结以色列情报评估失误主要内容基础上,从外因(战略欺骗... 详细信息

[研究目的]通过历史案例分析,探讨战略预警问题的制约因素和难点,丰富相关理论研究的同时,为提升国家安全战略预警能力提供参考借鉴。[研究方法]采用文本分析和归纳等研究方法,在总结以色列情报评估失误主要内容基础上,从外因(战略欺骗)和内因(深层原因)两个方面对引发预警失败的原因进行综合分析,探索其历史启示意义。[研究结论]受阿方战略欺骗影响的同时,以色列情报和决策部门的思维模式、傲慢情绪、部门分歧和“狼来了”效应等也是导致战略预警失败的深层原因。这也从加强组织制度的顶层设计、引入竞争机制和顺畅部门沟通渠道等方面,为现代战略预警工作提供了重要启示和借鉴。

关键词：战略预警情报失误第四次中东战争战略情报评估

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隐蔽攻击下信息物理系统的安全输出反馈控制

自动化学报 2024年第7期50卷 1363-1372页

作者：张淇瑞孟思琪王兰豪刘坤代伟中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州221116 北京理工大学自动化学院北京100081 中国矿业大学人工智能研究院徐州221116

研究了受到隐蔽攻击的信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)安全控制问题.采用KL(Kullback-Leibler)散度描述攻击的隐蔽性,并设计动态输出反馈控制器,使系统可达集始终保持在安全区域内,其中可达集定义为系统状态以一定概率属于的集... 详细信息

研究了受到隐蔽攻击的信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)安全控制问题.采用KL(Kullback-Leibler)散度描述攻击的隐蔽性,并设计动态输出反馈控制器,使系统可达集始终保持在安全区域内,其中可达集定义为系统状态以一定概率属于的集合.首先,给出隐蔽攻击下检测器残差所在范围的一个外椭球近似集;其次,根据该近似集和噪声的范围给出控制器参数与系统椭球形不变可达集的关系;然后,通过设计可逆线性变换并构造凸优化问题,求解安全控制器参数和相应的不变可达集;最后,使用弹簧−质量−阻尼系统进行仿真,验证了所提控制方法的有效性.

关键词：信息物理系统隐蔽攻击安全控制 KL 散度可达集

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铝合金焊接凝固裂纹及焊材抗裂性的研究进展

机械工程学报 2024年第12期60卷 207-219页

作者：王浩刘坤李洁余文明吴红 OKULOV Artem 江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212100 中国船舶重工集团应急预警与救援装备股份有限公司武汉430223 俄罗斯科学院乌拉尔分院叶卡捷琳堡620077俄罗斯

铝合金的高质量焊接在轻量化制造中发挥着重要作用,但铝合金的焊接凝固裂纹敏感性较高,在焊接过程中极易出现开裂,严重影响铝合金焊接结构质量和安全可靠性。焊接凝固裂纹产生于高温熔池后方的糊状区,裂纹萌生及扩展是一个受多种因素影... 详细信息

铝合金的高质量焊接在轻量化制造中发挥着重要作用,但铝合金的焊接凝固裂纹敏感性较高,在焊接过程中极易出现开裂,严重影响铝合金焊接结构质量和安全可靠性。焊接凝固裂纹产生于高温熔池后方的糊状区,裂纹萌生及扩展是一个受多种因素影响的高温复杂过程,糊状区的高温冶金行为尤为关键。全面分析铝合金焊接凝固裂纹及焊材抗裂性的研究现状,对于深刻理解铝合金焊接凝固裂纹机理及抑制具有重要的指导意义。综述铝合金焊接凝固裂纹机理、凝固裂纹判据、敏感性测试、凝固裂纹的影响因素以及焊材抗裂性等方面的研究进展。针对目前存在的问题进行了总结,并对未来研究方向进行了展望,为铝合金凝固裂纹冶金机理的深入研究及裂纹抑制提供有价值的参考。

关键词：铝合金焊接冶金凝固裂纹糊状区抗裂性

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哈巴河流域蒸散发遥感估算与耗水特征评价

节水灌溉 2024年第1期 8-15页

作者：姚小晨高凡刘坤新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052

蒸散发是干旱区农业绿洲水分消耗的主要途径,准确估算哈巴河流域实际蒸散发量,分析其时空变化规律,挖掘土地利用变化对实际蒸散发的影响,对流域水资源科学管理和高效利用具有重要意义。基于2000-2020年的MOD16遥感数据集,估算哈巴河流... 详细信息

蒸散发是干旱区农业绿洲水分消耗的主要途径,准确估算哈巴河流域实际蒸散发量,分析其时空变化规律,挖掘土地利用变化对实际蒸散发的影响,对流域水资源科学管理和高效利用具有重要意义。基于2000-2020年的MOD16遥感数据集,估算哈巴河流域实际蒸散发量,利用Theil-Sen趋势度及Mann-Kendall检验法,分析流域内实际蒸散发时空分布变化规律,通过土地利用动态度法探究流域内土地利用变化程度,结合实际蒸散发量揭示流域内不同土地利用类型下ET的差异性变化特征,并对流域内耗水特征进行评价。结果表明:①时间尺度上,ET年际波动较大,总体呈增加趋势,年增长率为1.4177mm/a;年内变化呈先增后减的变化趋势,季节差异明显。②空间尺度上,ET呈现出显著的空间差异性,呈现北部山区高,南部平原区低,流域中上游高,下游低的分布格局。③不同土地利用类型的平均ET大小表现为林地>耕地>草地>未利用地。④研究区多年平均耗水总量为24.53亿m^(3)。在大尺度地区,MODIS遥感数据适用性较高。林地、耕地等植被覆盖度较高的区域蒸散发明显高于荒漠区等植被覆盖度低的区域,受人类活动的影响,土地利用类型的变化导致其蒸散发及耗水量也随之改变,耗水量与植被覆盖度密切相关。

关键词：蒸散发 MOD16 土地利用植被覆盖时空分布 Mann-Kendall检验耗水特征评价

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基于特征过滤与特征解耦的域泛化模型

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 459-467页

作者：刘坤王丁王静凯陈海永刘卫朋河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300131

针对跨场景情况下图像亮度不一致导致的深度缺陷检测模型泛化性能差的问题,提出基于特征过滤与特征解耦的域泛化(FF-FDDG)模型.模型包含设计的亮度过滤-残差模块(LFR),该模块通过实例归一化过滤亮度变化特征,并从被过滤的特征中提取缺... 详细信息

针对跨场景情况下图像亮度不一致导致的深度缺陷检测模型泛化性能差的问题,提出基于特征过滤与特征解耦的域泛化(FF-FDDG)模型.模型包含设计的亮度过滤-残差模块(LFR),该模块通过实例归一化过滤亮度变化特征,并从被过滤的特征中提取缺陷高相关性且亮度低关联性的特征,并将这些特征与实例级归一化后的特征进行融合,以增强模型在跨场景图像亮度变换情况下的泛化能力.提出对比白化损失(CWL)函数,该函数通过解耦特征中亮度变换特征和缺陷纹理特征,引导模型学习缺陷纹理特征,以提升模型泛化能力.在从光伏电池制造环境中收集的跨场景光伏电池表面缺陷数据上进行实验,结果表明,相较于现阶段最先进的域泛化模型,所提出的FF-FDDG在跨场景情况下的平均检测精度(mAP)均值提升5.01%.

关键词：缺陷检测域泛化跨场景亮度过滤-残差模块对比白化损失