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基于单矢量水听器的多目标方位跟踪研究

基于单矢量水听器的多目标方位跟踪研究

作者：邹朋波齐鲁工业大学

学位级别：硕士

在环境复杂、行船较多的开放海域,传统的目标方位估计很难实现基于单矢量水听器的多目标方位跟踪,存在方位估计不准,甚至方法失效的问题。本文围绕基于单矢量水听器的多目标方位跟踪问题,旨在探索多目标方位跟踪的有效方法和目标方位轨... 详细信息

在环境复杂、行船较多的开放海域,传统的目标方位估计很难实现基于单矢量水听器的多目标方位跟踪,存在方位估计不准,甚至方法失效的问题。本文围绕基于单矢量水听器的多目标方位跟踪问题,旨在探索多目标方位跟踪的有效方法和目标方位轨迹的优化,相关方法进行了海试的数据验证,以推广单矢量水听器在工程中的应用。本文的主要研究工作和结论如下:1.在分析水下多目标和环境辐射噪声特点的基础上,深入分析了基于单矢量水听器的方位估计方法,总结传统方法的适用场景和不足。对甚低频同振式矢量水听器获得的声压和振速信号进行线谱分析,结果表明,在本次海试获取的数据中,目标线谱占比低于45%,也就是说干扰和重叠线谱的占比高于55%,传统的方位估计方法不再适用。2.针对传统方位估计方法的局限性,以水下目标线谱的稳定性为出发点,提出一种线谱图叠加处理方法,可以抑制干扰和重叠线谱,目标线谱占比低于50%时,正确提取出有效的目标线谱。进行海试的数据验证,同时和AIS数据作对比,目标1前半段方位轨迹的方位偏差为±10°,目标1后半段方位轨迹的方位偏差为±15°,目标2方位轨迹的方位偏差为±30°,可以有效描述实际船的方位轨迹,实现了水下多目标方位的高效跟踪,证明了该方法的有效性和可行性。3.通过层次聚类算法将获取的多目标方位数据中的每个目标方位数据提取出来,作为观测数据输入到粒子滤波中以实现多目标方位轨迹的优化,对每个目标的方位角均方根误差进行分析。结果表明对能量较强的目标1前半段方位轨迹,方位角均方根误差优化了1°左右,对能量较弱的目标1后半段方位轨迹,方位角均方根误差优化了6°左右;对能量非常弱的目标2方位轨迹,方位角均方根误差优化了13°左右,说明粒子滤波算法在多目标方位轨迹优化方面是切实可行的。

关键词：单矢量水听器多目标方位跟踪层次聚类粒子滤波

基于稳态磁场阻尼效应的激光熔覆气孔缺陷抑制机制

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中国表面工程 2024年第3期37卷 14-24页

作者：胡勇孟庆鑫王梁邹朋津刘云峰张群莉姚建华浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310023 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模... 详细信息

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模型及激光熔覆试验,研究不同磁场强度下熔池的流场分布、气孔输运轨迹、气孔分布及内部的元素分布等规律。模拟结果显示,外加稳态磁场在熔池内产生的感应洛伦兹力增加了流体的粘滞效应,降低了熔池内流体的流速。随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,熔池表面最高流速从0.137 m/s降低到0.054 m/s。试验结果显示:随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,涂层孔隙率从13.339%降低到7.768%。结合气孔运动轨迹及熔池元素分布规律,得出稳态磁场抑制气孔缺陷的主要原因为磁阻尼效应降低流体速度,抑制外界氧元素进入熔池与碳元素结合生成气孔,从而降低气孔的数量。研究结果可为磁场辅助激光熔覆、焊接及修复等过程中的气孔缺陷控制提供理论依据。

关键词：激光熔覆气孔缺陷稳态磁场阻尼效应数值模拟

爆炸载荷作用下金属管芯夹芯板的动态响应与吸能机理研究

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振动与冲击 2024年第18期43卷 1-11页

作者：邹朋来蔡路军张威李嫣惠钟冬望武汉科技大学理学院湖北省智能爆破工程技术研究中心武汉430065 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室武汉430056

制备简单,价格低廉,能产生显著塑性变形的薄壁金属管芯夹芯结构在抗爆炸冲击防护领域具有广泛的应用前景。该文设计了具有面板几何非对称和芯材横向密度梯度分布的新型金属管芯夹芯板,采用数值模拟的方法对其爆炸冲击响应和能量吸收机... 详细信息

制备简单,价格低廉,能产生显著塑性变形的薄壁金属管芯夹芯结构在抗爆炸冲击防护领域具有广泛的应用前景。该文设计了具有面板几何非对称和芯材横向密度梯度分布的新型金属管芯夹芯板,采用数值模拟的方法对其爆炸冲击响应和能量吸收机理进行了研究。获得了金属管芯夹芯板的动态响应过程与特征,讨论了起爆高度,炸药质量,面板质量分布,芯材横向密度梯度分布对变形和能量吸收的影响。研究结果表明:金属管芯夹芯板的爆炸冲击响应过程可以分为三个阶段——芯层压缩、整体变形和弹性变形恢复;随着炸药质量的增加,起爆高度的降低,金属管芯夹芯板的后面板中心位移增加,芯层能量吸收占比下降;适当增加前、后面板厚度比和采用管芯密度正梯度分布的金属管芯夹芯板能更好地分散爆炸冲击波,提升芯层变形吸能效率,获得更好的抗爆效果。

关键词：管芯夹芯结构梯度非对称抗爆能力能量吸收

宁夏回族自治区农田-畜牧系统氮素流动与平衡时空变化特征

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中国农业资源与区划 2024年

作者：马思琪李浩刘晓彤武淑霞雷秋良樊秉乾邹朋刘宏斌北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室农业部面源污染控制重点实验室北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站中国农业科学院农业资源与农业区划研究所辽宁省盐碱地利用研究所宁夏农林科学院农业资源与环境研究所菏泽金正大生态工程有限公司

[目的]通过研究宁夏的农牧系统氮素流动及平衡特征，为农牧业绿色、协调发展提供理论基础。[方法]以“农田–畜牧”系统为研究对象，利用2002—2021年的统计数据，运用NUFER (Nutrient flows in food chain， environment and resources... 详细信息

[目的]通过研究宁夏的农牧系统氮素流动及平衡特征，为农牧业绿色、协调发展提供理论基础。[方法]以“农田–畜牧”系统为研究对象，利用2002—2021年的统计数据，运用NUFER (Nutrient flows in food chain， environment and resources use) 模型，开展对宁夏农牧系统氮素流动特征及利用效率的研究。[结果]2002—2021年，宁夏畜牧系统氮素总量呈逐年上升趋势，从9.3万t增长到26.0万t；宁夏农田系统氮素总量呈先上升后下降趋势，2013年均达到峰值，从94.8万t增长到2013年的126.0万t，2021年为118.3万t，其中化肥氮输入的占比最大，占氮素总量的80.9%～86.4%；宁夏农牧系统氮素总量从99.6万t增长到126.7万t，趋势与农田系统一致。农牧系统氮素利用率为12.1%～19.7%，较我国其他地区偏低；环境排放量在2013年最高，为130.9万t；氨挥发为氮素环境排放量的主要损失形态，占氮素总投入的40%～50%。从空间分布上看，2002和2021年宁夏农牧系统氮素总量表现出极大的不平衡，在空间上氮素投入总量平罗县、青铜峡市、利通区和贺兰县区域明显大于其他地区，盐池县氮素总量最少，整体看农牧系统氮素投入呈现西北高、东南低的特征。[结论]宁夏农牧系统化肥投入比例偏高，畜禽粪尿利用效率偏低，本地饲料供给不足，应减少化肥投入比例，增加氮素在农田和畜牧系统内的循环，减少外源氮素投入，合理分配氮素资源，提高农牧系统氮素利用率。

关键词： NUFER模型农牧系统氮素平衡宁夏氮素利用率

不同产地大米淀粉分子结构与其凝胶性能的关联性

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食品科学 2024年

作者：邹朋来张佳乐李卓张龙鑫周彬吴文锦褚上湖北工业大学生命科学与健康工程学院湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所湖北工业大学工业发酵省部共建协同创新中心

以来自10个不同产地大米的淀粉为原料，分析了大米淀粉的链长分布、基本理化性质及其凝胶特性。结果表明：直链淀粉含量与糊化特性、热特性、质构特性等密切相关，各个样品间的结晶度和分子有序性存在显著差异。直链淀粉高的河南原阳大... 详细信息

以来自10个不同产地大米的淀粉为原料，分析了大米淀粉的链长分布、基本理化性质及其凝胶特性。结果表明：直链淀粉含量与糊化特性、热特性、质构特性等密切相关，各个样品间的结晶度和分子有序性存在显著差异。直链淀粉高的河南原阳大米淀粉形成的淀粉糊制作的凝胶有更好的凝胶强度。支链淀粉的链长分布在不同的大米淀粉样品中有显著的差异，A链（DP 6～12）、B1链（DP 13～24）、B2链（DP 25～36）和B3+链（DP≥37）的比例分别为25.03%～30.90%、47.82%～52.02%、10.17%～11.98%和8.39%～12.56%。采用Pearson相关分析法找到了大米淀粉分子结构与不同性质之间的关系，发现不同支链长度的支链淀粉在淀粉分散体的弹性模量G'和黏性模量G''流变行为不同，A链比例与转变温度（To、Tp和Tc）呈负相关，DP 6～12短链占比与凝胶硬度呈正相关。本研究结果有助于根据淀粉分子精细结构来分析原料中淀粉理化特性及其凝胶制品的性质，更精准地为生产目标和市场需求筛选淀粉产品。

关键词：大米淀粉分子结构链长分布凝胶性能

Zipf定律在科里奥利加速度刺激心率动力学分析中的应用

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载人航天 2024年第4期30卷 419-425页

作者：王林杰何思扬邹朋袁敏张建兰中国航天员科研训练中心北京100094 航天医学全国重点实验室北京100094

采用Zipf定律建立科里奥利加速度刺激心率动力学分析方法,为前庭功能适应性训练中自主神经响应实时评估需求提供技术手段。25名男性志愿者完成了试验。试验1:转椅180°/s旋转下左右摆头2 min;试验2:转椅180°/s旋转下俯仰头动2 min,诱... 详细信息

采用Zipf定律建立科里奥利加速度刺激心率动力学分析方法,为前庭功能适应性训练中自主神经响应实时评估需求提供技术手段。25名男性志愿者完成了试验。试验1:转椅180°/s旋转下左右摆头2 min;试验2:转椅180°/s旋转下俯仰头动2 min,诱发加速度刺激。应用Zipf定律分析Polar表记录心率的动力学模式。研究表明:8种心率模式出现频率最高,2项试验的心率模式差异为0.27%±0.05%;相比中年组,青年组具有更明显的迷走神经响应模式(P<0.006);相比曾参训组(0.15%±0.03%),初期参训组2项试验心率模式差别增大(0.43%±0.10%),具有更明显的迷走神经响应模式(P<0.05),训练经验加速度刺激下对心率模式的影响超过年龄因素;运动病症状评分与体温变化量负相关(r=-0.459,P<0.007),而体温变化量与最常出现的3种心率模式发生率正相关(r=0.396~0.459,P<0.03)。应用Zipf定律的心率动力学分析可揭示加速度刺激相关生理规律,应用于前庭自主神经响应动态变化判断。

关键词： Zipf定律科里奥利加速度刺激心率动力学前庭自主神经响应前庭功能适应性训练

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紫金山两种典型林分土壤磷组分特征及其影响因素

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森林与环境学报 2024年第2期44卷 136-147页

作者：谷雨晴袁在翔牛莹莹吴茜邹朋峻关庆伟南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liqui... 详细信息

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liquidambar formosana)针阔混交林为研究对象,测定了0~20 cm和20~40 cm土层的磷组分、微生物生物量磷、凋落物和细根的化学组成以及磷酸酶活性,并对土壤磷组分和环境因子进行了冗余分析。结果表明:阔叶混交林的活性磷、中等活性磷和稳定性磷含量均高于针阔混交林,表明阔叶混交林土壤具有较高的磷有效性和供应能力;阔叶混交林和针阔混交林各磷组分占总磷(TP)比例具有相似规律,从高到低依次为:稳定性磷>中等活性磷>活性磷,其中,NaHCO_(3)-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-Pi、Residual-P在不同林分和土层间均存在显著差异(P<0.05),NaHCO_(3)-Pi仅在土层间具有显著差异(P<0.05);冗余分析表明,阔叶混交林土壤磷组分受凋落物碳磷比(C/P_(L))、细根碳氮比(C/N_(F))、土壤可溶性有机碳(DOC)调控,除NaHCO_(3)-Po、NaOH-Po、HCl-Pi外,其余磷组分与DOC呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),7种磷组分与C/P_(L)呈正相关,与C/N_(F)呈负相关,但均不显著。针阔混交林土壤磷组分受土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、凋落物氮磷比(N/P_(L))、细根磷含量(P_(F))调控,除NaHCO_(3)-Pi外,其余磷组分与NH_(4)^(+)-N呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),与P_(F)呈正相关,与N/P_(L)呈负相关,但均不显著。综上,阔叶混交林能够显著提高土壤有效性磷含量,两种林分类型下土壤磷组分受不同因素调控,其中,土壤中氮元素含量、微生物生物量磷含量是导致两种林分土壤磷组分变化的共同调控因素。

关键词：土壤磷组分阔叶混交林针阔混交林微生物生物量磷凋落物细根酸性磷酸酶活性

紫金山3种优势乔木细根功能性状的序级变化特征

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中南林业科技大学学报 2024年第7期44卷 54-63页

作者：牛莹莹袁在翔谷雨晴吴茜邹朋峻关庆伟南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

【目的】明晰紫金山3种优势乔木细根功能性状在序级间的变化特征,为深入理解不同根序细根在地下生理生态过程中的作用提供理论依据。【方法】以紫金山3种优势乔木糙叶树、朴树和枫香为对象,采用随机区组设计设置3个20 m×20 m的样方,采... 详细信息

【目的】明晰紫金山3种优势乔木细根功能性状在序级间的变化特征,为深入理解不同根序细根在地下生理生态过程中的作用提供理论依据。【方法】以紫金山3种优势乔木糙叶树、朴树和枫香为对象,采用随机区组设计设置3个20 m×20 m的样方,采集优势树种的细根,分析不同树种细根直径、比根长、比表面积、根组织密度、C、N及P含量等功能性状随序级的变化特征。【结果】1)树种对细根形态性状和化学性状都有显著影响,而序级只对细根直径、比根长、比表面积、细根N、P含量和C/N有显著影响。2)随着序级升高,3种优势乔木的细根直径和C/N呈现增加趋势,比根长、比表面积、N含量和P含量整体呈现减小趋势,根组织密度和C含量随序级增加没有明显的变化规律。3)在1~5级根中,朴树的直径最小,比根长和比表面积最大;糙叶树的根组织密度最大;朴树的C含量最高;枫香的C/N最小。在1级根中,糙叶树的N含量最高,朴树的P含量最高。糙叶树和枫香的细根生物量随着序级升高而增加,朴树的1级根生物量大于2、3级根生物量。4)主成分分析表明,3种优势乔木的细根功能性状分为两个变异维度,糙叶树偏向于资源获取型,朴树偏向于自主觅食资源获取型,而枫香偏向于不同策略的权衡。【结论】细根功能性状和多维度根系策略在树种之间存在差异,表明糙叶树和朴树细根对养分的获取效率较高,枫香细根养分获取效率较低;但枫香细根的分解速率可能快于糙叶树和朴树。

关键词：功能性状细根形态化学性状优势树种细根序级

基于元胞自动机方法与欧拉多相流技术的激光沉积IN718组织形貌模拟

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1623-1635页

作者：石新升董太宁葛鸿浩邹朋津沈盟凯张群莉刘云峰姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310014 浙江工业大学机械工程学院杭州310014 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为研究激光沉积过程中沉积层微观枝晶外延生长及转向机制,基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法相结合,建立了激光沉积IN718二维熔化凝固模型;获得了沉积层温度场、流场以及微观凝固组织的演变过程,对比了模拟与实验所得沉积层枝晶外延... 详细信息

为研究激光沉积过程中沉积层微观枝晶外延生长及转向机制,基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法相结合,建立了激光沉积IN718二维熔化凝固模型;获得了沉积层温度场、流场以及微观凝固组织的演变过程,对比了模拟与实验所得沉积层枝晶外延生长区厚度,分析了顶部枝晶转向的机制。结果表明:温度场与流场相互影响,模型对沉积层厚度预测误差约为7.0%。沉积层顶部和中部晶体织构取向不同,枝晶的生长方向更偏向于局部热梯度方向,在沉积层顶部,局部热梯度的方向接近水平方向,枝晶的生长方向与局部热梯度偏角较小,因此,形成平行于激光扫描方向的枝晶区。

关键词：激光沉积组织模拟欧拉多相流元胞自动机外延生长转向枝晶