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共轴刚性旋翼气动及噪声特性的参数影响分析

航空学报 2024年第9期45卷 106-120页

作者：刘琦史勇杰胡志远徐国华南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室南京210016

共轴刚性旋翼直升机是未来高速直升机发展的重要方向之一。研究了其前飞时旋翼桨-涡干扰(BVI)流场及气动噪声特性,探究了参数变化对其气动和噪声特性的影响规律。为精细捕捉旋翼尾迹流场,提出了一套高精度的共轴刚性旋翼直升机流场计算... 详细信息

共轴刚性旋翼直升机是未来高速直升机发展的重要方向之一。研究了其前飞时旋翼桨-涡干扰(BVI)流场及气动噪声特性,探究了参数变化对其气动和噪声特性的影响规律。为精细捕捉旋翼尾迹流场,提出了一套高精度的共轴刚性旋翼直升机流场计算方法,该方法基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程为控制方程,并用五阶WENO-Z格式重构空间变量,以运动嵌套网格系统模拟旋翼桨叶运动。同时,使用了基于Farassat 1A公式的旋翼噪声计算方法,对旋翼桨-涡干扰噪声具有较高捕捉精度。应用所建立的方法,分别对孤立单旋翼、无机身共轴旋翼和有机身共轴旋翼流场进行计算对比,研究了该构型旋翼自身桨-涡干扰、旋翼间干扰和机身干扰对共轴刚性旋翼气动及噪声特性的影响。然后还计算分析了不同几何参数对共轴刚性旋翼气动及噪声特性的影响,得出了一些新的结论。

关键词：直升机共轴刚性旋翼气动噪声桨-涡干扰桨尖形状计算流体力学(CFD)

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TiAl合金热成形技术研究现状与展望

材料工程 2024年

作者：胡志力张嘉恒华林湖北隆中实验室武汉理工大学汽车零部件先进技术湖北省重点实验室武汉理工大学材料绿色精密成形湖北省工程技术研究中心

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9～4.2 g/cm3，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能... 详细信息

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9～4.2 g/cm3，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能力差等问题，造成加工与成形难度大、成本高，限制了其大规模应用。在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上，本文综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展，其中重点讨论了热塑性成形技术，包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足，今后TiAl合金塑性成形的发展方向应该是高效率、低成本近净成形，同时提高材料的利用率和力学性能。

关键词：航空航天 TiAl合金热塑性成形近净成形

融合特征金字塔与可变形分离卷积的CT图像层间插值方法

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激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 380-391页

作者：胡志宏刘孝保姚廷强申吉泓昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明医科大学第一附属医院云南昆明650093

针对计算机断层扫描(CT)序列图像中层间分辨率远低于层内分辨率的问题,提出了一种融合特征金字塔与可变形分离卷积的CT图像层间插值网络。该网络由两个模块构成:图像生成模块和图像增强模块。图像生成模块利用MultiResUNet实现对输入图... 详细信息

针对计算机断层扫描(CT)序列图像中层间分辨率远低于层内分辨率的问题,提出了一种融合特征金字塔与可变形分离卷积的CT图像层间插值网络。该网络由两个模块构成:图像生成模块和图像增强模块。图像生成模块利用MultiResUNet实现对输入图像的特征提取,然后利用两组不同的可变形分离卷积分别对输入图像进行卷积运算生成候选层间图像;图像增强模块通过特征金字塔和图像合成网络实现对输入图像的多尺度特征融合,生成额外专注于上下文细节的图像,以进一步对候选层间图像的纹理细节进行增强。实验结果表明,所提层间插值网络生成的层间图像在定性和定量分析上均取得了较优效果,在图像边缘轮廓及纹理细节处理上表现更加出色,能有效提高CT序列图像的层间分辨率。

关键词：医学图像层间插值层间分辨率特征金字塔可变形分离卷积

南海北部陆缘盆地深水区油气勘探新认识及攻关方向

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天然气工业 2024年第1期44卷 13-25,I0001页

作者：谢玉洪中国海洋石油集团有限公司

南海北部陆缘盆地深水区已成为我国海洋油气勘探增储上产的重要领域,但由于构造演化史复杂,该区不同凹陷的沉积—构造特征、烃源岩生烃—储层成岩演化和成藏模式均存在明显差异。为准确认识该区油气勘探潜力和方向,基于前人研究成果和... 详细信息

南海北部陆缘盆地深水区已成为我国海洋油气勘探增储上产的重要领域,但由于构造演化史复杂,该区不同凹陷的沉积—构造特征、烃源岩生烃—储层成岩演化和成藏模式均存在明显差异。为准确认识该区油气勘探潜力和方向,基于前人研究成果和勘探实践,在综合分析烃源岩、储层、差异成藏等地质条件的基础上,剖析了南海北部陆缘盆地深水区成藏特征、油气勘探作业面临的挑战,并指出了下一步油气攻关研究方向。研究结果表明:①受地壳拆离作用及强烈薄化影响,该区地层沉积特征特殊,岩石地球物理性质多样;②软流圈差异抬升形成深水区独特的高热流背景,促使区域性湖相、煤型及叠合型等3类烃源灶快速、高强度生烃,生烃门限变浅;③深水盆地群的演化和成盆规模差异大,构造演化控制了盆地几何形态和储集体时空展布,深水区独特的板块构造位置、复杂的构造演化史、温压变化剧烈的地质特征等控制了油气成藏模式。结论认为:①该区油气勘探面临地震资料解析度低、规模有效储层预测困难、勘探成本高等技术与经济的双重挑战;②需要创新形成高地温背景下优质储层差异化分布规律的研究思路;③亟需提升勘探设备能力建设,攻关高效地震采集、“重磁电震”地球物理一体化采集处理、双井架钻探作业、多井段“一趟钻”等勘探关键技术,为我国海洋深水油气勘探开发的高质量发展做好理论和技术支撑。

关键词：南海北部陆缘盆地深水区烃源岩类型烃源灶成藏模式构造演化勘探挑战高效勘探作业

“人与自然是生命共同体”理念的哲学意蕴——基于马克思主义自然观视角

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马克思主义与现实 2024年第3期 87-92页

作者：洪秀东华大学马克思主义学院

“人与自然是生命共同体”理念是习近平生态文明思想的重要组成部分。该理念对人与自然关系问题作出了简明深刻的科学概括,为我国生态文明建设和全球生态环境治理提供了重要的理论指引和价值遵循。若要从马克思主义自然观视角厘清其哲... 详细信息

“人与自然是生命共同体”理念是习近平生态文明思想的重要组成部分。该理念对人与自然关系问题作出了简明深刻的科学概括,为我国生态文明建设和全球生态环境治理提供了重要的理论指引和价值遵循。若要从马克思主义自然观视角厘清其哲学意蕴,应首先明确马克思主义哲学变革的实质是一种新唯物主义,这是我们把握科学自然观的首要前提。其次,还需要从两个层面予以阐释:第一,从本体论层面重申“自然界的优先地位”,肯定人与自然在生命、生活维度上所具有的本原性的共生共荣关系;第二,从认识论层面承认,人与自然在实践基础上的辩证统一和历史统一是对资本主义生产方式下人与自然之间虚幻的、抽象的共同体关系的超越,从而构筑物的尺度和人的尺度相融合的真正的生命共同体。在“两个大局”同步交织之下,面对时代之问,“人与自然是生命共同体”理念彰显出求真务实、自信自立的内在精神特质,揭示出人与自然和谐共生是人类社会发展的必然要求。

关键词：生命共同体新唯物主义自然观实践

石墨烯/氮化镓异质结构界面热输运性质的分子动力学研究

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物理学报 2024年

作者：刘东静周福胡志亮黄家强广西制造系统与先进制造技术重点实验室桂林电子科技大学机电工程学院

异质结构界面热输运的性能决定微纳米器件工作的可靠性。本文采用分子动力学方法，研究石墨烯/氮化镓三明治结构异质界面的热输运特性，分析温度、缺陷以及尺寸对异质结构界面热导的影响。研究发现，随着温度的升高，界面热导增加；当... 详细信息

异质结构界面热输运的性能决定微纳米器件工作的可靠性。本文采用分子动力学方法，研究石墨烯/氮化镓三明治结构异质界面的热输运特性，分析温度、缺陷以及尺寸对异质结构界面热导的影响。研究发现，随着温度的升高，界面热导增加；当温度为1100 K时，三层石墨烯异质结构的界面热导增加61%，分析认为这主要是温度增加导致晶格振动增加，进而激发更多的平面外声子。氮化镓中的少量空位缺陷导致界面热导增加，当缺陷率为20%时，界面热导达到最大值0.0357 GW/(m2·K)，分析认为缺陷会增加额外的热输运通道；随后界面热导开始降低，分析认为缺陷率增大导致界面耦合强度降低。随着氮化镓层数从8层到24层的增加，界面热导下降，计算声子模态发现参与界面热输运声子数量减少；而石墨烯从2层到6层时，界面热导先上升后下降，分析认为这是与声子匹配和耦合强度的初期提高和后期声子散射及局部化增加有关。该研究结果为调控微电子器件界面热输运提供理论依据。

关键词：异质结构界面热导空位缺陷尺寸效应

考虑船舶实时位置的船舶尾气排放无人机检测路径优化

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大连海事大学学报 2024年第1期50卷 28-38页

作者：胡碟胡志华田曦丹上海海事大学物流研究中心上海201306

为提高无人机检测船舶尾气排放的效率,研究无人机和船舶同时移动情况下的无人机路径规划问题。针对检测过程中船舶位置实时变化的特征,采用“会面”模型求解船舶与无人机的相遇位置,并据此建立一种面向运动船舶以最小飞行距离为目标的... 详细信息

为提高无人机检测船舶尾气排放的效率,研究无人机和船舶同时移动情况下的无人机路径规划问题。针对检测过程中船舶位置实时变化的特征,采用“会面”模型求解船舶与无人机的相遇位置,并据此建立一种面向运动船舶以最小飞行距离为目标的无人机路径优化模型,实现多无人机协同检测。结合序列插入算法设计两阶段算法和基于DroneByDrone和ShipByShip两种船舶序列分解策略的遗传算法,实现不同规模场景下的无人机路径优化。数值试验表明,综合考虑无人机飞行和船舶航行的路径优化方法可以有效提高对运动船舶的检测效率;两种算法均能成功求解模型,但相较两阶段算法,遗传算法求解时间可缩短65.12%,满足求解时效性的要求;无人机飞行距离对无人机数量具有显著敏感性,在相同数据集中,派遣两架无人机相比三架无人机,飞行距离可优化25%,但检测时间会相应延迟8%;根据实验场景综合优化无人机基站位置、无人机数量和速度,可以有效缩短无人机飞行距离,提高检测效率。

关键词：船舶尾气排放无人机(UAV)检测路径优化遗传算法两阶段算法

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光学微腔磁传感器(特邀)

光子学报 2024年第5期53卷 125-137页

作者：刘健飞胡志刚高艺萌李贝贝北京凝聚态物理国家研究中心中国科学院物理研究所北京100190

磁场传感在基础物理研究及生物医疗、航空航天、军事、工业等领域的应用方面都发挥着重要作用。在过去的几十年间,研究人员已发展出超导量子干涉器件磁力仪、光学原子磁力仪、金刚石氮空位色心磁传感器等诸多高灵敏度磁传感器。光学微... 详细信息

磁场传感在基础物理研究及生物医疗、航空航天、军事、工业等领域的应用方面都发挥着重要作用。在过去的几十年间,研究人员已发展出超导量子干涉器件磁力仪、光学原子磁力仪、金刚石氮空位色心磁传感器等诸多高灵敏度磁传感器。光学微腔由于其品质因子高,模式体积小,因此可显著增强传感的灵敏度,近年来被广泛应用于高灵敏磁传感器的研究。本文对这种新兴的光学微腔磁传感器进行了全面介绍。光学微腔磁传感器根据工作原理的不同,大致可分为磁致伸缩磁传感器、扭矩磁传感器和磁光效应磁传感器这三类。本文介绍了这三类微腔磁传感器的工作原理和发展现状,并总结了多种提升磁场探测灵敏度的手段,最后对微腔磁传感器的发展方向和应用前景进行了展望。

关键词：光学微腔磁传感器高灵敏度小型化回音壁模式光学微腔

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大小舵布局水下无人航行器最优控制分配方法

控制理论与应用 2024年

作者：张鑫胡志强刘健曾俊宝中国科学院沈阳自动化研究所中国科学院大学

针对中高速水下无人航行器(AUV)提高容错控制能力、兼顾机动性与控制精度等需求,提出一种“非对称X型艉舵+小水平艏舵”的AUV舵布局策略并研究与之相适应的高效控制分配方法。本文提出的舵布局策略通过大小舵配合,在力矩需求较小时优先... 详细信息

针对中高速水下无人航行器(AUV)提高容错控制能力、兼顾机动性与控制精度等需求,提出一种“非对称X型艉舵+小水平艏舵”的AUV舵布局策略并研究与之相适应的高效控制分配方法。本文提出的舵布局策略通过大小舵配合,在力矩需求较小时优先使用小舵以提高控制精度,力矩需求较大时大小舵协作以满足机动性需求。建立了适用于该布局策略的控制分配模型并转化为二次规划问题,采用两阶段法求解该模型,依次为确定大舵使能阶段和求解小舵需求阶段。所形成的二次规划问题采用OSQP求解方法,首先通过快速迭代得到中低精度解再进行一次解精确处理,兼顾求解效率和精度.最后通过机动性与精度、容错控制及不同二次规划方法求解效率对比等三方面仿真验证了研究方法的有效性.

关键词：水下无人航行器 X型舵控制分配二次规划容错控制 OSQP