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高温对含氢DLC涂层的微观结构及力学性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 174-183页

作者：贾伟飞梁灿棉胡锋武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081 广东星联精密机械有限公司广东佛山528251

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si... 详细信息

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si为过渡层的含氢DLC复合涂层,利用光学显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、X射线电子衍射仪、三维轮廓仪研究DLC涂层的微观结构,采用划痕测试仪、往复式摩擦磨损试验机、纳米压痕仪研究DLC涂层的力学性能,并通过LAMMPS软件,利用液相淬火法建立含氢DLC模型,模拟分析经高温处理后涂层的组织变化特征和纳米压痕行为。结果在400℃、2 h的退火条件下,拉曼谱峰强度ID/IG由未退火的0.7增至1.5,涂层发生了石墨化转变,同时基线斜率下降,H元素析出;XPS结果表明,在此条件下涂层中sp^(2)杂化组织相对增加,氧元素增多,涂层粗糙度增大;在600℃、2 h退火条件下,DLC发生了严重氧化,LAMMPS模拟结果表明,在400℃高温下涂层的分子键长变短,表明sp3杂化组织在高温下吸收能量,并向sp^(2)杂化转变。纳米压痕模拟结果显示,在400℃下退火后,涂层的硬度下降。结论在400℃下退火处理后,涂层中的H元素释放,涂层内应力减小,保证了涂层的强度;在600℃退火条件下,过渡层的Si和DLC在高温下形成了C—Si键,使得DLC薄膜部分被保留;LAMMPS模拟结果表明,在高温下涂层发生了石墨化转变,涂层的硬度减小。

关键词：含氢DLC涂层退火处理微观组织力学性能 LAMMPS模拟

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旋转导弹横向喷流干扰特性数值模拟

兵工学报 2024年第1期45卷 105-121页

作者：雷娟棉高毅勇政北京理工大学宇航学院北京100081 空间物理重点实验室北京100076

为研究超声速来流条件下旋转导弹横向喷流干扰流场结构及喷流干扰对导弹气动特性的影响和机理,使用基于雷诺平均非定常N-S方程和滑移网格技术的非定常数值方法对旋转导弹横向喷流干扰流场进行模拟。研究旋转对导弹横向喷流控制效果的影... 详细信息

为研究超声速来流条件下旋转导弹横向喷流干扰流场结构及喷流干扰对导弹气动特性的影响和机理,使用基于雷诺平均非定常N-S方程和滑移网格技术的非定常数值方法对旋转导弹横向喷流干扰流场进行模拟。研究旋转对导弹横向喷流控制效果的影响,给出不同条件下导弹的气动特性变化规律,分析了横向喷流对旋转导弹气动特性的影响。研究结果表明:旋转会导致导弹横向喷流控制力发生偏转,偏转方向与旋转方向相反,偏转角度随着转速增加而增加;在小攻角下,喷流干扰效应产生的附加侧向力和偏航力矩系数的瞬时值比旋转马格努斯效应产生的侧向力和偏航力矩系数的瞬时值大一个数量级,随着攻角增大,旋转马格努斯效应引起的侧向力和偏航力矩系数占全弹的比例增大,喷流引起的附加侧向力和偏航力矩量值减小;旋转导弹横向喷流控制扇面内气动系数随滚转角变化具有很强的非定常性,当喷流控制扇面角度不大时,时均侧向气动特性与对称面处滚转角下的瞬时值侧向气动特性比较接近,不同扇面角度内有喷流的时均侧向力系数和偏航力矩系数远大于无喷流时。

关键词：旋转导弹横向喷流喷流干扰侧向力数值模拟

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掠海导弹触水滑跳运动特性数值模拟研究

北京航空航天大学学报 2024年第10期50卷 2975-2983页

作者：雷娟棉吴志翔解文洋北京理工大学宇航学院北京100081 北京机电工程研究所北京100074

水面滑跳运动是一种飞行体在近水面运动时底部反复触水并被弹起的运动过程,该运动方式可以提高远程对海打击导弹在末端近水面无动力运动时的航程和机动能力。为研究导弹的水面滑跳运动特性,通过求解非定常Navier-Stokes方程和Realizable... 详细信息

水面滑跳运动是一种飞行体在近水面运动时底部反复触水并被弹起的运动过程,该运动方式可以提高远程对海打击导弹在末端近水面无动力运动时的航程和机动能力。为研究导弹的水面滑跳运动特性,通过求解非定常Navier-Stokes方程和Realizable k-ε湍流模型,结合重叠网格技术,采用VOF方法捕捉空气和水之间的自由液面变化,通过六自由度方程模拟刚体运动,对典型导弹外形水面滑跳运动过程进行模拟研究,给出并分析了导弹一次水面滑跳过程的运动参数和表面压力变化。结果表明:根据水面滑跳过程中导弹姿态和相对水面位置的变化特点,可将导弹水面滑跳运动过程分为入水前空中飞行段、第1次触水弹起段、近水面滑行段、第2次触水滑行段、滑跳出水飞行段5个阶段;第1次触水过程中,船尾段受到水面冲击被迅速弹离水面,同时使弹体低头,导弹整体仍向下朝水面运动;第2次触水过程中,导弹下表面大面积拍击水面,不仅产生较大的水面冲击力,且产生使弹体抬头的力矩,在向上冲击力和抬头力矩作用下,导弹被抬升滑跳出水面。船尾收缩段产生的抬头力矩及导弹前端触水处产生的冲击载荷共同作用使得导弹完成水面滑跳过程。

关键词：跨介质飞行器水面滑跳多相流刚体动力学数值模拟

高超声速再入双锥飞行器横向喷流控制效率数值研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：雷娟棉朱沛宇北京理工大学宇航学院

横向喷流是飞行器进行姿轨控的有效手段，为研究高超声速再入双锥飞行器喷流控制效率随飞行条件和飞行姿态角的变化规律，基于三维雷诺平均N-S方程对再入式双锥飞行器横向喷流绕流场进行了数值模拟研究，分析了飞行马赫数、高度、攻角... 详细信息

横向喷流是飞行器进行姿轨控的有效手段，为研究高超声速再入双锥飞行器喷流控制效率随飞行条件和飞行姿态角的变化规律，基于三维雷诺平均N-S方程对再入式双锥飞行器横向喷流绕流场进行了数值模拟研究，分析了飞行马赫数、高度、攻角和侧滑角对喷流控制效率的影响，并揭示了相应的流动机理。结果表明：在进行横向喷流控制时，飞行马赫数的增大或飞行的高度降低能够显著提升喷流法向力和俯仰力矩的控制效率，随着飞行高度的增加，控制效率均逐渐接近1；攻角为-20°与-30°时，来流与喷流干扰使喷流气体大面积作用在飞行器表面上，导致产生与喷流推力方向相反的吸力，使喷流法向力控制效率降为负值，但会使喷流俯仰力矩的控制效率提高；随着攻角向正转变，喷流法向力控制效率逐渐转为正值，并在10°时达到最佳，喷流俯仰力矩控制效率会向1接近；飞行侧滑角的变化对喷流控制效率的影响较小。

关键词：横向喷流再入双锥飞行器控制效率高超声速数值模拟

基于改进深度Q网络的机器人持续监测路径规划

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兵工学报 2024年第6期45卷 1813-1823页

作者：王霄龙陈洋胡棉李旭东武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

持续监测问题指的是通过规划移动机器人在路网中的巡逻路线,从而对路网环境实施长期监测,以实现保障环境安全的目的。环境中的待监测点通常受到最大允许监测周期(重访周期)的限制,并且最优的监测路径不应具有固定的周期,否则监测过程容... 详细信息

持续监测问题指的是通过规划移动机器人在路网中的巡逻路线,从而对路网环境实施长期监测,以实现保障环境安全的目的。环境中的待监测点通常受到最大允许监测周期(重访周期)的限制,并且最优的监测路径不应具有固定的周期,否则监测过程容易被恶意入侵者针对性地破坏。针对上述问题,提出一种基于改进深度Q网络(Deep Q Networks,DQN)的机器人监测路径规划算法。改进DQN的决策方法,使机器人获得一条监测频率高、安全性好(防止被智能入侵的能力)、非固定周期的监测路径。仿真实验结果表明:所提算法可以高效地覆盖所有待监测节点;与传统的DQN算法相比,该算法不会使监测陷入周期性的循环路径之中,增强了系统的抗入侵能力。

关键词：持续监测强化学习路径规划移动机器人

RPW8.2转基因小麦材料创制、鉴定及抗病机制初步解析

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RPW8.2转基因小麦材料创制、鉴定及抗病机制初步解析

作者：王金棉西北农林科技大学

学位级别：硕士

高中语文“实用性阅读与交流”任务群中新闻类文本教学策略研究

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高中语文“实用性阅读与交流”任务群中新闻类文本教学策略研究

作者：林伟棉广东技术师范大学

学位级别：硕士

双碳目标下万华化学可持续发展绩效分析与评价

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双碳目标下万华化学可持续发展绩效分析与评价

作者：王棉哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

改革开放以来,我国的经济发展水平一直保持高速增长。然而,随着工业化和城市化的推进,环境问题也逐渐凸显。2020年,习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的奋斗目标,全面助力各行... 详细信息

改革开放以来,我国的经济发展水平一直保持高速增长。然而,随着工业化和城市化的推进,环境问题也逐渐凸显。2020年,习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的奋斗目标,全面助力各行业能源结构优化与产业结构升级。化工行业作为十六大重污染行业之一,因高能耗高污染的问题,一直都是我国环境治理的重点对象。其可持续发展进程对我国双碳目标的实现具有一定影响。因此,企业结合自身产业特点对可持续发展绩效进行分析与评价,并据此判断企业对双碳目标的落实情况,能够为后续战略调整提供依据,促进企业节能减排、实现可持续发展。基于以上背景,针对企业如何以双碳目标为指导,进行节能减排和产业升级最终实现可持续发展进行研究。选取了在化工行业具有代表性的万华化学作为案例研究对象,通过对企业可持续发展、可持续发展绩效评价等相关文献的梳理,结合影响化工行业可持续发展的因素及万华化学自身发展情况,构建了由财务绩效、环境绩效、社会责任绩效和公司治理绩效四个一级指标组成的可持续发展绩效评价指标体系。对万华化学近五年的可持续发展进程进行定性与定量相结合的全面分析后,使用熵值-突变级数法综合评价万华化学的可持续发展绩效,找出万华化学取得的初步成效与现存问题,为后续战略调整提供依据。研究表明,现阶段万华化学的可持续发展绩效整体趋势向好,但财务绩效方面表现并不理想,其中盈利能力和成长能力略有下降,营运能力和偿债能力总体呈增长趋势。环境绩效和社会责任绩效增长明显,公司治理绩效呈现波动态势。总体来看,万华化学在推进可持续发展进程中取得实质性的进展,企业应继续发挥示范引领作用,贯彻落实国家的相关政策,优化创新体系,加强全产业链管理,同时兼顾对成本费用和资金风险的合理把控。政府与社会各部门应通力协作,进一步细化与完善相关补贴政策、税收优惠政策等,加速推进我国双碳目标的实现。

关键词：双碳目标可持续发展化工企业绩效评价

壁温对高超声速裙锥边界层感受性影响规律研究

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航空学报 2024年

作者：张定金雷娟棉赵瑞北京理工大学宇航学院

外界扰动进入边界层的感受性过程对转捩位置预测十分关键。结合直接数值模拟和线性稳定性分析方法，在马赫6的高超声速条件下研究了壁温对自由流高斯扰动激发裙锥边界层内扰动的感受性的影响。结果表明，自由流高斯扰动穿过裙锥头部激... 详细信息

外界扰动进入边界层的感受性过程对转捩位置预测十分关键。结合直接数值模拟和线性稳定性分析方法，在马赫6的高超声速条件下研究了壁温对自由流高斯扰动激发裙锥边界层内扰动的感受性的影响。结果表明，自由流高斯扰动穿过裙锥头部激波后激发出快声波和熵波，其中快声波的幅值最大，并且快声波幅值随着壁温增大而增大。之后快声波先激发出裙锥边界层内快模态，进而通过模态转换机制激发出Mack第二模态。降低壁温会使第一模态趋于稳定，但会激发Mack第二模态。最后，从直接数值模拟结果中通过傅里叶变换获取了感受性系数随壁温变化的规律，结果表明感受性系数随壁温的升高而增大。

关键词：感受性高斯扰动直接数值模拟线性稳定性分析高超声速边界层