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基于水平集和浸入边界方法的鳗鲡科鱼类游动模拟研究

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船舶力学 2022年第10期26卷 1409-1419页

作者：崔祚汪阳生周后村贵州理工学院航空航天工程学院贵阳550003 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

在自然界中,85%鱼类利用身体和尾鳍的往复摆动,在高雷诺数的非定常流体环境中获得快速高效和高机动性的游动性能,而鱼类游动的数值模拟通常具有几何外形复杂和边界运动等难点。本文利用水平集方法(level-setmethod)描述鱼类复杂的几何外... 详细信息

在自然界中,85%鱼类利用身体和尾鳍的往复摆动,在高雷诺数的非定常流体环境中获得快速高效和高机动性的游动性能,而鱼类游动的数值模拟通常具有几何外形复杂和边界运动等难点。本文利用水平集方法(level-setmethod)描述鱼类复杂的几何外形,并将水平集方法和浸入边界法(immersedboundarymethod)相结合模拟柔性鱼体与流体间的相互作用力,研究鳗鲡科鱼类摆动曲线参数以及流体雷诺数对游动性能的影响。结果表明:鳗鲡科鱼类可通过增大摆动幅值来获得快速游动速度,但功率消耗会明显增大;同时会选择合适的鱼体波波数来获得最优游动性能。上述研究结论与鱼类在自然界中的实验观测相吻合。最后,通过设置不同的鱼类外形和鱼类的摆动曲线,发现鱼类游动性能依赖于鱼体外形和鱼体波参数的合理匹配,该研究为鱼类在自然界的优化选择提供了理论解释。

关键词：浸入边界法水平集方法鳗鲡科鱼类游动性能

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摆动推进柔性机器鱼的设计与实验研究

摆动推进柔性机器鱼的设计与实验研究

作者：崔祚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

鱼类以其快速、高效、高机动性吸引了众多学者的关注，鱼类摆动推进机理已成为鱼类仿生学的研究热点。生物学研究表明，鱼体生理结构为一种由骨骼，肌肉纤维，胶原蛋白，皮肤等组织共同构成的复杂串并联结构。鱼类可通过肌肉改变其身体... 详细信息

鱼类以其快速、高效、高机动性吸引了众多学者的关注，鱼类摆动推进机理已成为鱼类仿生学的研究热点。生物学研究表明，鱼体生理结构为一种由骨骼，肌肉纤维，胶原蛋白，皮肤等组织共同构成的复杂串并联结构。鱼类可通过肌肉改变其身体刚度使尾鳍摆动频率与其身体自然频率相匹配，从而达到快速高效的游动性能。本文根据鱼体的生理结构，以平面转动铰链连接的‘T’型多刚体模型模拟鱼体脊椎，以弹簧、阻尼器的并联结构模拟鱼体肌肉，建立了具有平面串并联结构的柔性鱼体数学模型。以Lighthill的“大摆幅细长体理论”为指导，提出了以模拟鱼体波包络线为优化目标的柔性鱼体刚度的优化设计方法。提出了柔性鱼体变刚度原理，获得了不同驱动频率与身体刚度的匹配关系，即身体刚度之比k/k等于驱动频率之比的平方ω/ω，从而简化了不同驱动频率下柔性鱼体刚度的设计过程，并且为进一步研究柔性鱼体变刚度摆动推进机理提供了理论依据。在基于平面串并联柔性鱼体模型的基础上，建立了能够反映水动力学特性的柔性鱼体的SimMechanics仿真模型。保持鱼体身体刚度不变，采用不同驱动频率的激励信号对鱼体特定部位进行振动激励，对其稳态巡游速度和斯特鲁哈数等游动特性进行研究。仿真结果表明，当驱动频率与鱼体自然频率一致或接近时，柔性鱼体能够达到最大游动速度。改变鱼体身体刚度，其能够达到的最大稳定速度与驱动频率成线性关系，且斯特鲁哈数在0.25.35之间，这一特性与生物观测所获得的数据完全一致。这也验证了本文所建立的平面串并联结构柔性鱼体数学模型以及鱼体刚度设计方法的正确性。最后，采用粘弹性材料制作了柔性机器鱼，通过实验研究验证了柔性鱼体驱动频率与其自然频率的匹配关系。

关键词：柔性机器鱼串并联结构鱼体刚度驱动频率

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HT-7装置中低杂波电流驱动时的电子温度

华东理工大学学报（自然科学版） 2009年第3期35卷 497-500页

作者：崔祚辉张先梅沈鑫华东理工大学物理系上海200237

在HT-7托卡马克实验装置中采用低杂波电流驱动,在不同低杂波功率和电子密度（ne）下,考察中心电子温度和能量约束时间的变化。观察到当ne=1.3×10^19-2.6×10^19m^-3时,中心电子温度随低杂波输入功率的增大而升高;当ne=1.3×10^19m^-3,... 详细信息

在HT-7托卡马克实验装置中采用低杂波电流驱动,在不同低杂波功率和电子密度（ne）下,考察中心电子温度和能量约束时间的变化。观察到当ne=1.3×10^19-2.6×10^19m^-3时,中心电子温度随低杂波输入功率的增大而升高;当ne=1.3×10^19m^-3,低杂波输入功率为400 kW时,电子温度最高,达到1.37 keV。在本实验参数范围内,其能量约束时间与ITER89-P L-模定标率十分吻合。比较欧姆加热和低杂波加热下的电子温度分布,当ne=1.71×10^19m^-3,低杂波输入功率为260 kW时,电子温度有明显的温度梯度出现。

关键词：低杂波(LHW) 电子密度电子温度约束时间

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鳗鲡科鱼类变刚度特性对推进性能影响研究

力学学报 2024年第1期56卷 273-284页

作者：张旭尧崔祚尹存宏程安楠贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院航空航天工程学院贵阳550003

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体... 详细信息

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体理论,建立由生物学钙离子肌肉驱动的鳗鲡科鱼类游动模型,研究肌肉驱动和鱼体刚度变化对推进性能的影响.结果表明,肌肉驱动力随刚度增加呈先快速增加后缓慢下降的变化趋势,而随着肌肉驱动力增加,鱼体游动速度随刚度增加而增加并逐渐趋于稳定.当肌肉驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,游动速度和启动加速度可分别提升55%和129%,可见增大鱼体刚度可显著提升推进性能.为了验证上述结论,设计了基于串并联结构的变刚度实验平台,实验表明鱼体的变刚度特性能显著提升推进性能.当舵机驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,通过统一变化弹簧刚度大小推力可提升2.5倍.上述研究结果可为改变鱼体刚度提升游动性能提供参数设计指导,为研制变刚度仿生机器鱼提供理论依据.

关键词：鳗鲡科鱼类肌肉驱动变刚度游动性能

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飞行器推力矢量喷管研究综述

飞航导弹 2021年第12期 158-167页

作者：崔祚汪阳生贵州理工学院贵州550003

飞行器推力矢量喷管是未来飞行器的关键装备之一,有助于增强飞行器机动性和敏捷性,缩短起飞和着陆滑跑距离,拓宽飞行包线并改善隐身性能。目前,国外对机械式和气动式推力矢量喷管开展了大量研究,大大提高了推力矢量喷管的技术成熟度。... 详细信息

飞行器推力矢量喷管是未来飞行器的关键装备之一,有助于增强飞行器机动性和敏捷性,缩短起飞和着陆滑跑距离,拓宽飞行包线并改善隐身性能。目前,国外对机械式和气动式推力矢量喷管开展了大量研究,大大提高了推力矢量喷管的技术成熟度。本文简述了机械式推力矢量喷管的发展历程,重点从激波矢量控制型、逆流型、同向流型和喉道偏移型等方面综述了气动矢量喷管研究现状,分析了各类型气动矢量喷管的优缺点,最后探讨推力矢量喷管现阶段亟需解决的技术难题。总体上,推力矢量喷管技术可为未来飞行器强大的机动能力和隐身能力提供技术支撑。

关键词：推力矢量技术气动矢量喷管二次流流动控制

BCF仿生鱼游动机理的研究进展及关键技术分析

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机械工程学报 2015年第16期51卷 177-184,195页

作者：崔祚姜洪洲何景峰佟志忠哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

目前,仿生学者已经注意到身体/尾鳍摆动(Body and/or caudal fin,BCF)鱼类快速、高效的游动性能并制作多种基于生物原型的仿生机器鱼,但是,所研制的机器鱼样机性能与鱼类性能存在着较大的差距,这又进一步地促进了柔性鱼类快速高效游动... 详细信息

目前,仿生学者已经注意到身体/尾鳍摆动(Body and/or caudal fin,BCF)鱼类快速、高效的游动性能并制作多种基于生物原型的仿生机器鱼,但是,所研制的机器鱼样机性能与鱼类性能存在着较大的差距,这又进一步地促进了柔性鱼类快速高效游动机理的研究。从柔性鱼体游动过程中的机械特性和流场特性两方面出发,介绍国内外在BCF柔性鱼类游动机理方面的主要研究进展,重点讨论鱼类游动机理的变阻抗驱动和涡流控制两项关键技术。通过对鱼类游动机理研究成果的分析和总结,探讨柔性机器鱼研究的发展趋势。总的来说,随着BCF柔性鱼类游动机理研究的不断深入,仿生学科的交叉理论研究将得到进一步发展,仿生机器鱼与生物原型之间游动性能的差距也必将逐渐缩小,实际应用前景较为广阔。

关键词：身体/尾鳍摆动鱼类游动机理变阻抗特性流体动力学特性

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金百万餐饮企业人力资源开发研究

金百万餐饮企业人力资源开发研究

作者：崔祚章天津大学

学位级别：硕士

随着我国经济快速发展,为餐饮行业发展带来了新的机遇。但是人力资源水平对于行业发展的限制越来越明显。居民对于餐饮业的要求不仅仅继续停留在消费产品上,更多的体现为对餐厅整体环境,尤其是服务软环境上的需求。但是由于我国的服务... 详细信息

随着我国经济快速发展,为餐饮行业发展带来了新的机遇。但是人力资源水平对于行业发展的限制越来越明显。居民对于餐饮业的要求不仅仅继续停留在消费产品上,更多的体现为对餐厅整体环境,尤其是服务软环境上的需求。但是由于我国的服务行业的发展尚处于起步阶段,服务人员的整体人力资源水平尚无法满足这一需求。金百万集团是国内较为领先的餐饮行业企业,随着餐厅档次的不断提升,同样面临服务人员服务水平参差不齐,尤其是人员流动性大这一问题,迫使集团重视探寻人力资源开发的新思路。。本文利用文献分析法明确了企业人力资源开发的内涵及其重要性,明晰了金百万餐饮团发展面临的内外部环境情况;利用SWOT分析法对集团发展的外部市场环境进行了综合分析;进一步在上述分析的基础上,对人力资源流动性大的问题进行了探讨,并最终结合集团多年来的实践经验提出了人力资源开发的可实施的策略。通过对金百万餐饮集团人力资源状况的研究,得出集团人力资源流动性的原因。既有从业人员自身素质的因素,也有集团管理的因素,同时又包含了来自社会的影响因素。在明确影响因素分析的基础上,文章同时提出了集团人力资源开发的方法,从人员前期培养到职业生涯管理的全过程进行了研究和探讨。包括如何保证人才的培养和选拔、如何搞好员工职业生涯中的培训、如何对员工实施有效的激励、如何帮助员工实现职业生涯管理,以及如何加强集团的文化建设加强员工的认同感和归属感,为集团人力资源开发进行了全方位的研究和探索。本文的研究成果一定程度上对金百万餐饮集团的人力资源开发措施的制定和实施具有积极的推动意义。

关键词：人力资源人力资源开发人员流动培训金百万

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宽带通导一体化自组网信号体制研究

宽带通导一体化自组网信号体制研究

作者：崔宋祚中国电子科技集团公司电子科学研究院

学位级别：硕士

随着人类逐渐增长的高可靠、广覆盖位置服务需求,全球卫星导航系统在城区、丛林等场景下的覆盖能力以及面向其它通信系统影响甚至恶意干扰时的生存能力存在不足,难以满足我国未来的时空基准保障需求。在此背景下,通信信号以其广泛的覆... 详细信息

随着人类逐渐增长的高可靠、广覆盖位置服务需求,全球卫星导航系统在城区、丛林等场景下的覆盖能力以及面向其它通信系统影响甚至恶意干扰时的生存能力存在不足,难以满足我国未来的时空基准保障需求。在此背景下,通信信号以其广泛的覆盖性与日益增强的传输能力,非常适合用于与定位技术进行融合设计,由此产生的通导一体化技术成为当前研究的热点。在通导一体化技术的研究不断深入的过程中,存在着通信与定位信号间的互干扰、通信信号定位授时方法的性能瓶颈、通信定位资源的分配不均等问题,需要在信号设计的过程中考虑通信与定位信号不同层次的融合,并在此基础上,进一步提升通信导航的高效兼容与弹性融合水平。为了解决上述问题,本文的主要研究内容包括:1.在通信与定位信号的轻度融合方面,本文开展了多信号协同的通导融合模型设计与兼容互操作研究。设计了 OFDM+UWB的室内空间通信定位一体化系统模型,并利用等效载噪比的方法对该模型中通信与定位信号的同频互干扰造成的不良影响进行定量分析。针对受扰环境下系统定位性能受损严重的问题,提出了一种分布式高效能的通导融合网络设计方案,实现了实验区域中通信性能几乎不受影响情况下定位性能的显著提升。2.为了实现通信与定位信号的深度融合,本文基于F-OFDM信号,将通信载荷与测距序列共同引入到时分多址的帧结构设计中,在信号调制解调的过程中完成多节点自组网的通信与PNT服务,实现了通信导航在信号体制上的融合。在此原理的基础上,设计了通导一体化的系统架构、物理层架构与协议帧结构等。针对信号体制中存在的弹性融合不足,难以满足复杂电磁环境下不同通信、定位性能需求的问题,本文提出了一种多模式型通导一体化信号优化方案,并通过攻防博弈机制设计,使信号体制能够随干扰态势调整策略达到自身整体收益的最优,实现了其环境自主适应能力。3.本文设计的F-OFDM通导一体化自组网信号体制与物理层架构在Zynq-7000 SoC ZC706基带板+AD9361射频板的硬件开发平台上得以试验验证。对测距、同步等关键技术模块进行硬件设计与实现,并在54所人工智能试验场、331测试基地完成了对原型系统的多场景自组网通信与定位性能的测试。

关键词：通信与导航一体化信号兼容弹性融合测距攻防博弈

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张拉整体机器人关键技术研究进展

科技导报 2022年第7期40卷 84-93页

作者：崔祚何景峰贵州理工学院航天航空工程学院贵阳550003 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

回顾了张拉整体机器人的特点,总结了现阶段张拉整体机器人典型样机的研制进展,从地面移动、空间探测和仿生领域3方面概述了张拉整体机器人的应用情况。从初始构型设计、初始预应力分析及稳定性判断、外荷载作用下型态分析、动力学特性... 详细信息

回顾了张拉整体机器人的特点,总结了现阶段张拉整体机器人典型样机的研制进展,从地面移动、空间探测和仿生领域3方面概述了张拉整体机器人的应用情况。从初始构型设计、初始预应力分析及稳定性判断、外荷载作用下型态分析、动力学特性及控制方法等方面,阐述了张拉整体机器人的关键技术;探讨了未来张拉整体机器人有待于进一步深入研究的技术难题。

关键词：张拉整体机器人步态控制构型设计找形方法