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高超声速飞行器的通道耦合协调鲁棒自适应控制算法

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中国科学:信息科学 2024年第10期54卷 2308-2325页

作者：寿莹鑫韩旭东东南大学自动化学院北京控制与电子技术研究所

考虑高超声速飞行器再入飞行的稳定姿态控制需求,本文围绕气动舵控制能力约束和不确定干扰的问题,利用通道耦合特性开展协调鲁棒自适应控制技术研究.基于副翼舵偏角和升降舵偏角协调的策略提出分层控制设计,实现通道耦合利用以弥补方向... 详细信息

考虑高超声速飞行器再入飞行的稳定姿态控制需求,本文围绕气动舵控制能力约束和不确定干扰的问题,利用通道耦合特性开展协调鲁棒自适应控制技术研究.基于副翼舵偏角和升降舵偏角协调的策略提出分层控制设计,实现通道耦合利用以弥补方向舵低舵效引起的操纵不足.针对动力学不确定估计和外界干扰观测的需求,采用模糊逻辑系统以及误差鲁棒积分技术建立平行估计模型,提出利用预测误差的复合估计自适应律.通过Lyapunov方法分析闭环系统稳定性,并保证闭环系统的误差信号一致终值有界.通过仿真测试验证了所提出算法的跟踪性能、学习准确性和鲁棒性.

关键词：高超声速飞行器通道耦合分层协调控制模糊逻辑系统误差鲁棒积分

TC11钛合金振动辅助热摆辗成形材料流动规律研究

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TC11钛合金振动辅助热摆辗成形材料流动规律研究

作者：左寿彬江西理工大学

学位级别：硕士

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基于人体姿态估计的羽毛球动作评估方法研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：赵小虎王轲鑫孟献峰石传寿中国矿业大学信息与控制工程学院矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室(中国矿业大学) 中国矿业大学体育学院

针对传统运动动作捕捉分析方法实时性不足、动作评估准确度低等问题，本文将人体姿态估计技术应用于羽毛球运动教学中，对羽毛球挥拍动作的识别与标准程度评估进行研究。首先，提出了一种基于改进OpenPose的轻量级人体姿态估计模型：将V... 详细信息

针对传统运动动作捕捉分析方法实时性不足、动作评估准确度低等问题，本文将人体姿态估计技术应用于羽毛球运动教学中，对羽毛球挥拍动作的识别与标准程度评估进行研究。首先，提出了一种基于改进OpenPose的轻量级人体姿态估计模型：将VGG19特征提取网络替换为轻量型的MobileNet网络，并将模型内部的7×7卷积核结构改造为由一个1×1的卷积、一个3×3的深度可分离卷积与一个膨胀系数为2的空洞卷积组成的串联结构，实现了模型的轻量化；然后，针对羽毛球挥拍动作特点，提出了14点人体姿态的稀疏表示模型对挥拍动作标准程度进行评估。实验表明：本文的轻量化OpenPose模型在将性能提升3倍的同时，对人体手臂的骨骼点识别准确率提升了3.57%；14点人体姿态稀疏表示模型在保证精度的前提下，时效性提升了2.98倍。

关键词：人体姿态估计羽毛球训练人体姿态描述姿态相似度计算 OpenPose

柔性管异形表面结构对其涡激振动影响的数值研究

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船舶力学 2024年第3期28卷 450-464页

作者：王帅陈正寿杜炳鑫谢应孝浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

涡激振动(VIV)是导致海洋立管疲劳破坏的主要诱因,因此,抑制振动是立管设计需关注的重要内容。本文通过运用双向流-固耦合数值计算方法,开展翼型管、纹理管与光滑管的涡激振动响应特性的对比研究,探讨扰流翼板与表面纹理等异形表面结构... 详细信息

涡激振动(VIV)是导致海洋立管疲劳破坏的主要诱因,因此,抑制振动是立管设计需关注的重要内容。本文通过运用双向流-固耦合数值计算方法,开展翼型管、纹理管与光滑管的涡激振动响应特性的对比研究,探讨扰流翼板与表面纹理等异形表面结构对涡激振动被动抑制的有效性。计算结果表明:异形表面结构能够有效降低柔性管体的振动响应,缩短锁振区间,并且影响尾流区泄涡发放模式,减小管体流体力系数,起到明显抑制管体涡激振动的作用,且在较高的速度工况下,这种抑制效果更加显著。该研究可为采用被动式振动抑制的翼型管和纹理管等异形结构的海洋立管设计提供一定的理论参考。

关键词：海洋立管涡激振动被动抑制异形表面数值模拟

基于电离层相关性的电离层数据同化系统的优化方案

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地球物理学进展 2024年

作者：李希彬曹博鑫冯静李雪中国电波传播研究所

电离层相关性在电离层数据同化中起着关键作用，它描述了不同电离层参数或位置之间的统计关系，捕捉了电离层不同区域之间的依赖性和相似性。电离层相关时间是电离层相关性的重要表示，它是一个重要的参数，它包含了电离层的时间变异性... 详细信息

电离层相关性在电离层数据同化中起着关键作用，它描述了不同电离层参数或位置之间的统计关系，捕捉了电离层不同区域之间的依赖性和相似性。电离层相关时间是电离层相关性的重要表示，它是一个重要的参数，它包含了电离层的时间变异性、结构和动力学信息，该参数可直接用于改进电离层数据同化模型。因此本文提出了基于电离层相关时间的电离层同化系统的优化方案。对于同一个电离层同化系统而言，不同取值的相关时间会对同化结果造成显著的影响，本文分别对比了电离层相关时间为1.5小时和2.5小时情况下五个站点的同化结果，结果显示中高纬度地区采用较大的电离层相关时间更为合理；而中低纬度地区采样较小的电离层相关时间更为合理。因此本文建议对不同地区的相关时间进行分类计算，以使得电离层同化结果更加接近真实值。电离层相关时间的深入研究将有助于提升电离层同化系统的准确性，帮助研究人员更加全面了解电离层的相关性。

关键词：电离层数据同化相关时间电离层相关性变异性

基于LES/FW-H混合方法的缩放型喷嘴空化与噪声特性研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2024年第2期39卷 252-263页

作者：范海栋陈正寿杜炳鑫浙江海洋大学船舶与海运学院舟山316022

该文采用大涡模拟(LES)与Rayleigh-Plesset空化模型相结合的方法,对缩放型空化喷嘴的瞬态流场进行数值仿真研究,成功捕捉到射流场中的空泡运动和旋涡脱落过程。以包络空泡及旋涡结构的曲面为可渗透声源面,采用Ffowcs Williams-Hawkings(... 详细信息

该文采用大涡模拟(LES)与Rayleigh-Plesset空化模型相结合的方法,对缩放型空化喷嘴的瞬态流场进行数值仿真研究,成功捕捉到射流场中的空泡运动和旋涡脱落过程。以包络空泡及旋涡结构的曲面为可渗透声源面,采用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声类比方法,获取缩放型喷嘴的空化噪声特性。在空化流场的分析过程中,以压力系数为空化研究参数,发现:喷嘴内部空化现象主要由剪切作用诱导的旋涡以及喷嘴喉部的文丘里效应共同引起;喷嘴外部空泡运动受旋涡所致低压区域和射流冲击作用产生高压区域共同影响。在空化噪声的分析过程中,该文建立了一种空化喷嘴涡流信号和空泡信号的分解方法,其通过监控及对喷嘴出口界面上Q_(max)的时域信号进行频域分析,可将涡流频率成分从空化流场的压力频谱中成功分离出来。

关键词：空化大涡模拟可渗透FW-H方法缩放型喷嘴空化噪声分解旋涡脱落频率

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混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性评估

振动与冲击 2024年第1期43卷 46-53页

作者：马世鑫谢兴博李向东钟明寿纪杨子燚南京理工大学机械工程学院南京210094 陆军工程大学野战工程学院南京210007

为研究混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性,采用试验与数值模拟相结合的方法对混凝土墩体在杆式射流(jetting projectile charge,JPC)和爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)两种聚能侵彻体作用下的易损性进行了评估。... 详细信息

为研究混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性,采用试验与数值模拟相结合的方法对混凝土墩体在杆式射流(jetting projectile charge,JPC)和爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)两种聚能侵彻体作用下的易损性进行了评估。结果表明:当聚能侵彻体打击混凝土墩体顶面或侧面时,会形成近似圆形或带缺口的近似椭圆形的毁伤区域,打击位置越靠近毁伤区域中心,墩体毁伤越严重;聚能侵彻体垂直打击墩体顶面或沿水平方向打击墩体侧面时,毁伤区域的中心分别与墩体顶面中心和侧面的几何中心重合;斜上方打击墩体侧面时,JPC和EFP对应的毁伤区域中心分别下移约27.8 cm和28.2 cm;斜下方打击墩体侧面时毁伤区域中心分别上移约26.5 cm和28.7 cm;沿水平方向打击墩体侧面时,更易使墩体出现重度毁伤;相同打击条件下,JPC对混凝土墩体的毁伤效果优于同口径装药的EFP。

关键词：聚能侵彻体混凝土墩体易损性

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移位方式对用户在虚拟环境中空间感知的影响

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第2期36卷 294-302页

作者：潘志庚孟乾宇袁庆曙柳嘉鑫王紫晗寿恺梁杭州师范大学阿里巴巴商学院杭州311121 杭州师范大学信息科学与技术学院杭州311121

虚拟环境中用户的空间感知会受诸多因素的影响.针对真实行走、传送和万向跑步机行走等典型的移位方式对空间感知的影响,让用户执行3种实验任务,即在无参照物场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(无参照物定量移动)、... 详细信息

虚拟环境中用户的空间感知会受诸多因素的影响.针对真实行走、传送和万向跑步机行走等典型的移位方式对空间感知的影响,让用户执行3种实验任务,即在无参照物场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(无参照物定量移动)、在有圆柱参照物的场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(有参照物定量移动)、在无参照物场景中添加小球作为目标导航物完成移动或旋转(参照物导航移动),系统记录主客观数据,并进行对比分析.实验结果表明,3种移位方式对角度感知的影响没有显著差异,但对距离感知的影响有显著差异.在真实行走时用户能保持最好的距离感知,万向跑步机行走能较好地保留用户的距离感知,传送会明显降低用户的距离感知.参照物导航移动比无参照物定量移动和有参照物定量移动更好地保留了用户的空间感知.

关键词：虚拟现实空间感知移位方式人机交互

As(V)和P(V)在针铁矿{110}晶面上的竞争吸附机理研究

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环境科学与技术 2024年

作者：冉跃周少奇曹效鑫李占彬马凯贵州大学资源与环境工程学院贵州省科学院中国水环境集团有限公司贵州省分析测试研究院

为了研究As(V)和P(V)在针铁矿{110}晶面上的竞争吸附行为，该研究制备了高{110}晶面暴露度的针铁矿(Goe)，并利用XRD、SEM和TEM等技术对材料的晶体结构、表面形貌及暴露晶面进行了表征。通过吸附试验结合CD-MUSIC（电荷分配-多位点络合... 详细信息

为了研究As(V)和P(V)在针铁矿{110}晶面上的竞争吸附行为，该研究制备了高{110}晶面暴露度的针铁矿(Goe)，并利用XRD、SEM和TEM等技术对材料的晶体结构、表面形貌及暴露晶面进行了表征。通过吸附试验结合CD-MUSIC（电荷分配-多位点络合）模型和DFT（密度泛函理论）计算，系统探讨了As(V)和P(V)的吸附行为及其竞争机制。结果表明，制备的针铁矿材料具有较高的{110}晶面暴露度，对As(V)和P(V)的吸附容量分别达到0.206和0.190 mmol/g (pH=7)，吸附行为更符合Freundlich模型。通过CD-MUSIC模型分析，发现As(V)和P(V)主要通过双齿配位吸附于Goe表面，其中As(V)表现出较P(V)更强的双齿配位竞争力。FTIR和XPS分析进一步证实，As(V)和P(V)主要竞争表面Fe—OH位点，通过与Fe—OH配体交换形成新的络合物(Fe-O-As/P)吸附。DFT计算结果表明，As(V)和P(V)在{110}晶面上双齿构型的吸附能分别为-2.67和-2.23 eV，证实了As(V)对双齿位点更强的吸附亲和力。此外，DFT计算显示，O—As—O的角度低于O—P—O的角度，且As(V)络合物的Fe—O键长更小，利于As(V)通过双齿配位吸附的稳定。该研究深入探讨了分子尺度下As(V)和P(V)在环境中竞争吸附的行为，为理解有毒金属的环境地球化学迁移提供了新见解，并为污染控制和修复提供了理论依据和技术支持。

关键词：针铁矿晶面竞争吸附 CD-MUSIC模型 DFT计算