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考虑时间约束的近解析滑翔轨迹快速规划方法

兵工学报 2024年第7期45卷 2294-2305页

作者：王培臣闫循良南汶江李新国西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072

针对时间可控再入滑翔问题,提出一种基于阻力加速度-能量剖面的轨迹快速规划方法。该方法将滑翔轨迹规划问题分为纵向轨迹规划与侧向规划。在纵向轨迹规划部分,设计基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度剖面,并给出终端当地弹道... 详细信息

针对时间可控再入滑翔问题,提出一种基于阻力加速度-能量剖面的轨迹快速规划方法。该方法将滑翔轨迹规划问题分为纵向轨迹规划与侧向规划。在纵向轨迹规划部分,设计基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度剖面,并给出终端当地弹道倾角约束的施加方法;重点推导考虑地球自转影响的时间、航程解析预测表达式,提升预测算法的快速性和精度,进而通过校正双剖面参数完成剖面设计,同时满足终端能量、航程、时间及当地弹道倾角约束。侧向规划则采用动态/静态航向角误差走廊方法,以实现禁飞区规避和终端航向调整;进一步引入考虑纵侧向运动耦合的目标航程及时间校正策略,完成考虑时间约束的3自由度滑翔轨迹生成。以美国通用飞行器CAV-H再入滑翔为例进行仿真,验证新方法的有效性、多任务适用性。验证结果表明:与现有时间解析预测方法相比,新的预测方法具有相当的计算效率和较高的计算精度优势;与现有基于标准剖面的方法相比,新规划方法具有较高的终端精度、计算效率以及较大的时间可调范围,亦可实现飞行能力边界的快速预示。

关键词：滑翔轨迹规划时间约束阻力加速度剖面预测校正近解析能力边界预示

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水力段塞的压力基数值模拟算法研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2702-2706页

作者：石国赟宫敬北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

本文提出了一种压力基算法来模拟水力段塞的初始化与发展过程。该算法首先结合双流体模型与合适的封闭关系,构建了适用于水力段塞的数理模型。其次,为解决段塞头不含气导致方程组奇异问题,提出了能够同时处理段塞体与液膜区的单相–两... 详细信息

本文提出了一种压力基算法来模拟水力段塞的初始化与发展过程。该算法首先结合双流体模型与合适的封闭关系,构建了适用于水力段塞的数理模型。其次,为解决段塞头不含气导致方程组奇异问题,提出了能够同时处理段塞体与液膜区的单相–两相耦合的压力基求解算法。结果表明,该算法能够自动初始化水力段塞,模拟分层流向水力段塞流的转换过程,并与常见流型转换图吻合,同时段塞频率、长度具有随机性,其统计量与经验关系式吻合。

关键词：双流体模型水力段塞压力基算法数值模拟

胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩区力学性能试验研究

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：石国操范亮刘伟文强重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室中国建筑第八工程局有限公司西南分公司

提出胶接缝桥面板可拆卸高强螺栓剪力键的可更换桥面板全装配钢-混组合梁，为剖析不同接缝形式对全装配组合梁正弯矩区力学性能的影响机制，设计制备4片不同桥面板接缝形式的组合梁试件并完成静力加载试验，分析了各试件的破坏形式、承... 详细信息

提出胶接缝桥面板可拆卸高强螺栓剪力键的可更换桥面板全装配钢-混组合梁，为剖析不同接缝形式对全装配组合梁正弯矩区力学性能的影响机制，设计制备4片不同桥面板接缝形式的组合梁试件并完成静力加载试验，分析了各试件的破坏形式、承载力、延性、抗弯刚度、界面滑移等力学特征。研究表明：与现浇梁为弯曲破坏相比，全装配组合梁为弯剪破坏，且主裂缝位置为靠近胶接缝处混凝土内聚破坏；直线形、阶梯形、企口形接缝梁比现浇梁的抗弯承载力分别降低了4.78%、2.07%、2.04%，以受压为主的桥面板使得接缝形式对接缝梁承载力影响较小；有无接缝对组合梁整体延性有较大影响，现浇梁比直线形、阶梯形、企口形接缝梁延性系数大，分别大了14.39%、34.87%、7.75%；对组合梁整体弹性刚度影响不显著，接缝梁弹性刚度分别降低了0.55%、5.43%、2.06%；现浇梁的梁端部滑移最大，全装配组合梁最大滑移在接缝处附近；不同接缝形式中，企口形接缝的强度和刚度表现最优。用胶接缝替代传统湿接缝能实现代替现浇的全装配式施工，极大地提高了装配性，在装配式应用工程中具有施工优势。基于塑性理论提出了考虑高强螺栓连接件和胶接缝桥面板影响的全装配组合梁抗弯承载力计算式。

关键词：全装配钢混组合梁胶接缝桥面板高强螺栓试验研究

预制拼装UHPC组合混凝土柱轴压性能试验研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 502-513页

作者：张孝臣王瑞鲁亚吴香国张学森邱发强哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 福州大学土木工程学院福建福州350108 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 中国广核新能源控股有限公司北京100070 健研检测集团有限公司福建厦门361004

为改善装配式建筑连接区域的力学性能,将具有优异力学性能的超高性能混凝土(UHPC)用作连接区域的永久模板,与核心混凝土形成UHPC组合混凝土构件.为研究该新型预制拼装UHPC组合混凝土柱的轴压性能,开展了短柱轴压试验,考察预制UHPC板中... 详细信息

为改善装配式建筑连接区域的力学性能,将具有优异力学性能的超高性能混凝土(UHPC)用作连接区域的永久模板,与核心混凝土形成UHPC组合混凝土构件.为研究该新型预制拼装UHPC组合混凝土柱的轴压性能,开展了短柱轴压试验,考察预制UHPC板中纤维含量和预制UHPC板厚度对轴压性能的影响,分析了组合柱和普通钢筋混凝土柱的轴压承载力、延性和耗能等轴压性能指标的差异.结果表明:相比普通钢筋混凝土柱,组合柱的轴压承载力提高了57%~94%,耗能提高了一倍多;预制UHPC外壳中钢纤维含量为3%组合柱的轴压性能,比纤维含量为2%组合柱的轴压承载力、延性和耗能分别提高了23%、56%和114%,即预制UHPC板中纤维含量从2%提高到3%,显著改善了轴压性能.在试验分析的基础上,参照现行《混凝土结构加固设计规范》提出了该新型预制拼装UHPC组合柱的轴压承载力实用计算表达式,给出了UHPC抗压强度折减系数的建议取值.

关键词：组合混凝土柱轴压试验预制UHPC板纤维含量 UHPC板厚度约束拉杆

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考虑时间约束的解析再入滑翔制导

航空学报 2024年

作者：王培臣闫循良李新国王子安西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室中国运载火箭技术研究院研发中心

针对滑翔飞行器时间可控再入制导问题，提出了一种基于阻力加速度-能量剖面解析设计、在线自适应解析更新及鲁棒跟踪算法的时间可控再入制导方法。首先，设计了基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度标准剖面，并给出了终端当地... 详细信息

针对滑翔飞行器时间可控再入制导问题，提出了一种基于阻力加速度-能量剖面解析设计、在线自适应解析更新及鲁棒跟踪算法的时间可控再入制导方法。首先，设计了基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度标准剖面，并给出了终端当地弹道倾角等多种约束的施加方法；推导了考虑地球自转影响的待飞时间、航程解析预测表达式，进而通过校正双剖面参数完成标准剖面的高精度解析设计。随后，设计了一种基于双/单参数顺序求解模式的阻力加速度剖面在线自适应更新策略，可根据实时态势进行两种剖面更新算法的自适应切换，完成待飞剖面的自适应解析更新，同时满足终端能量、当地弹道倾角、航程及飞行时间约束要求。在此基础上，设计了标准剖面跟踪算法和时间可控再入解析制导算法框架，实现了制导指令的在线快速生成。最终，以CAV-H再入滑翔为例进行仿真，验证了本文方法的有效性、快速性及多任务适用性；与现有基于解析预测校正的方法相比，所提方法具有较高的时间、航程及终端状态的控制精度；与现有基于标准剖面的方法相比，所提方法具有较高的计算效率和较大的时间可调范围。

关键词：再入滑翔解析再入制导时间约束阻力加速度剖面解析预测校正剖面自适应更新

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柱坐标系强守恒型动量方程离散方法研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1049-1054页

作者：石国赟陈宇杰朱剑琴李海旺宇波北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102617 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102617

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对... 详细信息

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对应的离散过程和离散结果。通过激波和均匀流动问题求解验证表明,本文所推导的动量方程在任意网格下均可严格满足守恒性,而将部分项放入源项处理则导致守恒性无法满足,需要大量网格才能保证计算结果的可靠性。本文研究内容可为强守恒型动量方程的应用提供参考。

关键词： N-S方程守恒性柱坐标数值模拟

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封严环蜂窝材料等效杨氏模量试验

航空发动机 2024年

作者：苏国征孙丹郁丽唐超李玉金俊臣沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室中国航发沈阳发动机研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室

为研究适用于封严环组件动力学特性分析的蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量，搭建了封严环组件模态试验装置，建立了封严环组件有限元模型。基于模态分析与二分逼近理论，以模态试验获得的固有频率为标准值，对哈氏合金材料杨氏模量采... 详细信息

为研究适用于封严环组件动力学特性分析的蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量，搭建了封严环组件模态试验装置，建立了封严环组件有限元模型。基于模态分析与二分逼近理论，以模态试验获得的固有频率为标准值，对哈氏合金材料杨氏模量采用二分法不断进行数值模态分析，以逼近固有频率标准值，获得蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量。结果表明：蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量为0.304 G Pa时，数值模态分析固有频率与试验结果最大相对误差小于1.3%，可应用于封严环组件动力学特性分析。使用具有不同结构参数的封严环组件对等效杨氏模量为0.304 G Pa进行了验证，最大相对误差小于3%，表明蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量取为0.304 G Pa对于封严环组件动力学特性分析具有较高的准确性和普适性。

关键词：蜂窝结构哈氏合金材料等效杨氏模量封严环组件模态分析二分法航空发动机

等离子体氟改性TiO_(2)催化剂的制备及其光催化性能

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材料研究学报 2024年第2期38卷 141-150页

作者：周立臣中海石油(中国)有限公司湛江分公司湛江524000

以C_(2)H_(2)F_(4)为F源,用等离子体放电对TiO_(2)实现F改性制备TiO_(2)催化剂,并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物,研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能,并使用自由基... 详细信息

以C_(2)H_(2)F_(4)为F源,用等离子体放电对TiO_(2)实现F改性制备TiO_(2)催化剂,并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物,研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能,并使用自由基清除剂揭示其光催化机理。结果表明,催化剂添加量为8 g/L、pH值为6时,其对油田废水的降解效果最佳化学需氧量(COD)的去除率可达88%。同时,环境中的HCO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)、PO_(4)^(3-)、SiO_(3)2-能显著抑制光催化反应,而Cl^(-)的影响不大。羟基自由基(·OH)对光催化反应的影响更为关键。等离子体氟改性后,二氧化钛表面产生大量的≡Ti-F键和氧缺陷,实现了TiO_(2)的间隙F掺杂(Ti-O-F-Ti键),≡Ti-F和氧缺陷促进了光生电子-空穴向TiO_(2)表面转移。同时,间隙F掺杂在TiO_(2)价带上方产生杂质能级,使禁带宽度从2.98 eV收窄到2.82 eV,增强了这种催化剂在可见光区域的吸收,提高了其对油田废水的光催化降解效率。

关键词：无机非金属材料工业催化油田废水等离子体 TiO_(2)光催化

基于大型语言模型的应急人机协同救援关键技术

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指挥与控制学报 2024年第3期10卷 276-283页

作者：石响王天乐夏乾臣陈善广北京航空航天大学计算机学院北京100191 北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院北京100876 清华大学未来实验室北京100084 中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室北京100094

现有的应急救援指挥系统存在灾情信息分析效率低下、人机协作过程不够人性化等问题,具备较强自然语言理解能力和多模态理解能力的大型语言模型(LLM)将有望解决上述难题。通过调研LLM最新研究进展和应急救援控制领域对LLM的任务需求并进... 详细信息

现有的应急救援指挥系统存在灾情信息分析效率低下、人机协作过程不够人性化等问题,具备较强自然语言理解能力和多模态理解能力的大型语言模型(LLM)将有望解决上述难题。通过调研LLM最新研究进展和应急救援控制领域对LLM的任务需求并进行梳理和分析,评估了现有LLM应用于应急救援领域的技术成熟度,并就灾情信息分析理解等5个任务场景探讨了可能的LLM应用构建方案和综合构建方案,对LLM技术对应急救援系统的未来发展的影响进行展望。

关键词：应急救援大型语言模型人机协同多模态理解