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基于改进灰狼优化算法的舰载机着舰调度

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 803-813页

作者：刘玉杰韩维苏析超郭放海军航空大学航空基础学院烟台264001 海军招收飞行学员工作办公室北京100071 海军航空大学航空作战勤务学院烟台264001

针对第一类着舰模式下的舰载机着舰调度问题进行了研究,建立着舰调度模型,以最小化加权着舰延误时间和、着舰完成时间为优化目标,考虑舰载机战损程度、剩余燃油量的影响。为减轻人工调度的负担,提出一种改进灰狼优化(IGWO)算法对调度模... 详细信息

针对第一类着舰模式下的舰载机着舰调度问题进行了研究,建立着舰调度模型,以最小化加权着舰延误时间和、着舰完成时间为优化目标,考虑舰载机战损程度、剩余燃油量的影响。为减轻人工调度的负担,提出一种改进灰狼优化(IGWO)算法对调度模型进行优化求解,在灰狼优化(GWO)算法的基础上,改进算法选择历史最优解灰狼个体为α狼,引入混沌算子,设置算法参数更新控制变量,以应对GWO算法后期收敛速度慢、可能陷入局部最优解的缺点。通过不同规模着舰调度案例仿真和算法对比,验证了IGWO算法的有效性,所提算法在30、60、90机规模着舰调度案例中的优化效果均优于对比算法,证明其具备一定工程应用价值。

关键词：舰载机着舰调度灰狼优化算法参数控制混沌算子

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基于IPSO的舰载机出动离场规划研究

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1337-1345页

作者：刘玉杰崔凯凯韩维李樾海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军招收飞行学员工作办公室北京100071 中国人民解放军92942部队北京100161 中国人民解放军92728部队上海200436

针对舰载机机群出动离场效率问题,提出了一种改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization, IPSO)算法。首先,基于舰载机的出动离场流程及约束建立了舰载机出动离场数学模型,并根据出动离场问题特点设计了一种连续编码形式... 详细信息

针对舰载机机群出动离场效率问题,提出了一种改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization, IPSO)算法。首先,基于舰载机的出动离场流程及约束建立了舰载机出动离场数学模型,并根据出动离场问题特点设计了一种连续编码形式以表示出动规划方案。然后,通过在参数自适应粒子群优化算法的基础上引入基于莱维飞行扰动的模拟退火机制,提出了将IPSO用于对出动离场规划问题进行求解。最后,分别针对8、10、12机的出动离场规划场景进行了仿真验证。仿真结果表明,所提算法较已有的优化算法而言具有更好的寻优能力。

关键词：舰载机出动离场粒子群优化莱维飞行模拟退火

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基于模型预测控制算法的精确着舰控制方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1197-1207页

作者：万兵苏析超汪节韩维李常久海军航空大学烟台264001

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分... 详细信息

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分析。对MPC-LQG算法进行融合,以实现轨迹跟踪控制,核心思想是:模型预测控制进行航母运动补偿;设计全维状态观测,实现全状态反馈,以实现最优着舰控制。对不同的着舰情况和初始条件进行算法仿真,并与其他算法进行仿真比较。仿真结果表明,所提方法的轨迹跟踪效果很好,高度偏差0.1~0.2 m;相比传统着舰控制,所提方法动态响应快、着舰精度高。

关键词：模型预测控制-线性二次型高斯甲板运动引导指令着舰控制轨迹跟踪

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舰载机任务分配与弹药配置协同优化

兵工学报 2024年

作者：郭放韩维刘洁苏析超潘子双海军航空大学航空基础学院军事科学院海军航空大学航空作战勤务学院

随着现代海战的复杂性增加，舰载机在复杂战场环境中的作用日益凸显。为提升舰载机的作战效能和资源利用效率，减轻指挥人员制定作战规划方案的负担，研究了舰载机任务分配与弹药配置协同优化问题。系统分析了协同决策过程中的关键要素... 详细信息

随着现代海战的复杂性增加，舰载机在复杂战场环境中的作用日益凸显。为提升舰载机的作战效能和资源利用效率，减轻指挥人员制定作战规划方案的负担，研究了舰载机任务分配与弹药配置协同优化问题。系统分析了协同决策过程中的关键要素，以最大化任务收益、最小化舰载机被击毁成本和弹药成本为优化目标，建立舰载机任务分配与弹药配置协同优化问题模型。结合模型特点，提出了一种基于适应度的自适应全局人工蜂群算法用于模型求解。仿真结果证明了所提出的模型和算法的有效性，能够显著提高舰载机任务收益，同时降低作战成本。研究成果可为舰载机作战方案的制定和完善提供理论参考和决策依据。

关键词：舰载机任务分配弹药配置协同优化目标重要度评估人工蜂群算法

基于多层编码遗传算法的舰载机群兵力行动规划方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：吴浩南韩维潘子双郭放苏析超海军航空大学航空基础学院海军航空大学航空作战勤务学院

多机种舰载机协同作战是发挥航母编队作战能力的关键问题，因此科学设计舰载机群兵力行动规划和相关资源的分配对于提高航母作战效能具有重要意义。首先，基于舰载机对陆突击作战任务特点和兵力组成、弹药挂载等约束条件，围绕兵力行动... 详细信息

多机种舰载机协同作战是发挥航母编队作战能力的关键问题，因此科学设计舰载机群兵力行动规划和相关资源的分配对于提高航母作战效能具有重要意义。首先，基于舰载机对陆突击作战任务特点和兵力组成、弹药挂载等约束条件，围绕兵力行动规划一体化作战调度问题展开研究。然后，针对舰载机群出动离场、航迹规划、空中加油、协同作战、着舰回收等关键阶段进行一体化作战调度建模，并引入启发式-多层编码的遗传算法，对各关键阶段之间的耦合关系进行解耦处理。其次，通过使用改进凸优化算法对案例中舰载机航行路径进行航迹规划算出航行时间，作为兵力行动规划调度输入数据使用。最后，基于案例仿真进行了14机、18机、20机、24机的舰载机群兵力行动规划调度的时序规划和相关资源的科学分配，验证了所设计模型和算法的可行性和鲁棒性。

关键词：启发式-多层编码遗传算法凸优化一体化作战调度

两栖攻击舰舰载直升机群出动作业一体化调度研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：韩维韩啸华苏析超王刘松吴浩南海军航空大学航空基础学院海军航空大学航空作战勤务学院中国人民解放军91860部队

甲板作业调度是提升舰载机出动率的关键技术。针对两栖攻击舰舰载直升机群出动作业多阶段、高耦合特性，提出一种包含出库及甲板调运、机务勤务保障、出动离场在内的调度模型和优化算法。首先，深入分析了舰载直升机出动作业流程，基于... 详细信息

甲板作业调度是提升舰载机出动率的关键技术。针对两栖攻击舰舰载直升机群出动作业多阶段、高耦合特性，提出一种包含出库及甲板调运、机务勤务保障、出动离场在内的调度模型和优化算法。首先，深入分析了舰载直升机出动作业流程，基于各阶段的逻辑约束和资源约束，以最小化机群出动时间为优化目标，建立了舰载直升机群出动作业一体化调度模型；随后，将该问题转化为具有转移时间特征的资源受限项目调度问题，基于串行调度生成机制，设计了一种两段编码的遗传-邻域搜索算法求解。通过对12架舰载直升机集中出动案例进行的仿真实验，验证了调度模型和算法在优化出动流程方面的有效性，显著降低了机群出动准备时间，进一步发现机务勤务保障阶段的决策在全局调度中更为关键。

关键词：两栖攻击舰舰载直升机出动作业一体化调度资源受限项目调度

甲烷水合物形成对蒙脱石表面区域电学特性的影响：分子动力学和有限元数值模拟

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新能源进展 2024年

作者：武晓菲邢兰昌魏伟韩维峰吕笑焱钟杰中国石油大学(华东)控制科学与工程学院中国石油勘探开发研究院新能源研究所中国石油大学(华东)材料科学与工程学院中国石油大学(华东)石油工程学院

含天然气水合物泥质沉积物的电学特性是反演水合物饱和度、渗透率等储层参数的重要物理性质。甲烷水合物形成对黏土矿物颗粒表面电学性质的影响机制尚不明晰，制约了对骨架颗粒表面电导及沉积物电性参数的准确建模和计算。提出分子动力... 详细信息

含天然气水合物泥质沉积物的电学特性是反演水合物饱和度、渗透率等储层参数的重要物理性质。甲烷水合物形成对黏土矿物颗粒表面电学性质的影响机制尚不明晰，制约了对骨架颗粒表面电导及沉积物电性参数的准确建模和计算。提出分子动力学（MD）与有限元（FE）数值模拟相结合的新方法，基于Gouy-Chapman-Stern（GCS）理论建立无/含水合物-蒙脱石-NaCl溶液体系的MD和FE数值模型，探讨甲烷水合物形成对蒙脱石表面双电层性质和表面区域电势分布的影响规律及机理。研究结果表明：（1）利用MD模型可获得含水合物条件下蒙脱石表面双电层中Stern层和扩散层的厚度以及溶液中离子的扩散系数，为FE模型提供双电层结构参数与离子运动参数，基于FE模型可分析蒙脱石表面区域电势分布特性；（2）蒙脱石表面形成稳定致密的钠离子层与界面水层，甲烷分子无法在蒙脱石表面生成水合物，因此水合物不影响Stern层而仅侵占部分扩散层区域；水合物形成过程中“排盐效应”使溶液的盐离子浓度增大，对扩散层中Na+产生排斥作用，使扩散层中的部分Na+进入Stern层，导致扩散层变薄；水合物的生长降低了溶液中离子的扩散系数；（3）水合物对扩散层的侵占使得扩散层部分区域的相对介电常数发生变化，引起该区域中电势的非均匀分布；水合物的存在不影响Stern层内的电势分布，但被水合物侵占的扩散层部分相对介电常数变小，引起扩散层内平均电势的升高；随着水合物与黏土颗粒表面距离的增加，平均电势逐渐降低。研究结果可为认识含水合物泥质沉积物中骨架颗粒的电学特性、量化颗粒表面电性参数提供理论和模型基础。

关键词：甲烷水合物黏土矿物双电层电学特性分子动力学有限元模拟

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哈密顿量宇称-时间对称性的刻画

物理学报 2024年第4期73卷 27-36页

作者：张慧洁贺衎太原理工大学数学学院太原030024

宇称-时间(PT)对称性理论描述了具有实能级的非厄密特哈密顿量,在量子物理学和量子信息科学中起着重要作用,是量子力学中活跃且重要的主题.研究者们对如何描述哈密顿量的PT对称性的问题给予了高度关注.本文基于PT对称理论和哈密顿量归... 详细信息

宇称-时间(PT)对称性理论描述了具有实能级的非厄密特哈密顿量,在量子物理学和量子信息科学中起着重要作用,是量子力学中活跃且重要的主题.研究者们对如何描述哈密顿量的PT对称性的问题给予了高度关注.本文基于PT对称理论和哈密顿量归一化特征函数,提出了算子F的定义.然后,在找到算子CPT和算子F的对易子和反对易子的特性后,给出了刻画了无量纲情况下哈密顿量的PT对称性的第一种方法.进一步研究发现,该方法还可以量化哈密顿量在无量纲情况下的PT对称性.此外,提出了另一种基于哈密顿量特征值实部和虚部来描述哈密顿量PT对称性的方法,该方法仅用于判断哈密顿量是否具有PT对称性.

关键词：哈密顿量 PT对称性对易子归一化特征函数

18β-甘草次酸通过PGK1糖酵解途径抑制oxLDL诱导的血管内皮细胞凋亡研究

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天然产物研究与开发 2024年第3期36卷 478-484页

作者：韩维维王博钟晴张蓉徐驰黑龙江中医药大学临床医学院黑龙江中医药大学基础医学院哈尔滨150040

基于磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1,PGK1)介导糖酵解途径研究18β-甘草次酸(18β-glycyrrhetinic acid,GA)抑制氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,oxLDL)诱导的血管内皮细胞凋亡的分子机制。采用oxLDL(100 mg/L)损伤建立体外人主动脉内皮细胞损伤模型,并给予不同浓度的GA(10、20和40μmol/L)及PGK1激动剂进行干预,Western blot法检测糖酵解关键酶PGK1、葡萄糖转运蛋白1(glucose transporter 1,GLUT1)、己糖激酶(hexokinase 2,HK2)和丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2,PKM2)表达水平以及凋亡相关Bax、Bcl2、Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平,比色法检测细胞内乳酸和葡萄糖含量。结果表明,与对照组相比,oxLDL组内皮细胞葡萄糖消耗减少、乳酸分泌量增加,PGK1、GLUT1、HK2、PKM2、Bax、cleaved Caspase-3及cleaved Caspase-9蛋白表达水平增加(P<0.05);与oxLDL组相比,GA治疗组(10、20和40μmol/L)内皮细胞葡萄糖消耗增加、乳酸分泌量减少,PGK1、GLUT1、HK2、PKM2、Bax、Caspase-3及Caspase-9蛋白表达水平降低(P<0.05);加入PGK1激动剂后可以逆转GA对oxLDL诱导的血管内皮细胞凋亡的作用。以上结果表明,GA通过抑制PGK1介导的糖酵解途径进而抑制oxLDL诱导的血管内皮细胞凋亡。

关键词： 18β-甘草次酸 PGK1 人主动脉内皮细胞 Bax Bcl2