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Etching Mechanism of Ti_(3)C_(2)Cl_(2) MXene Phases by CuCl_(2)-Lewis Molten Salt Method

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2024年第4期39卷 863-868页

作者：严明 ZHU Yu huang jiangtao CHEN Haoyu DENG Yuxiao CHEN Yanlin 王娟 Jan-Michael Albina Hubei Provincial Key Laboratory of Green Materials for Light Industry Hubei University of TechnologyWuhan 430068China New Materials and Green Manufacturing Talent Introduction and Innovation Demonstration Base Hubei University of TechnologyWuhan 430068China Hubei Longzhong Laboratory Xiangyang 441000China

We described a method for obtaining fluorine-free Ti_(3)C_(2)Cl_(2)MXene phases by melting copper in CuCl_(2)instead of aluminum in Ti_(3)AlC_(2).XRD results show that when molten salt CuCl_(2)etches Ti_(3)AlC_(2),it forms an intermediate product Ti_(3)CuC_(2),and then reacts with Ti_(3)CuC_(2)to obtain Ti_(3)C_(2)Cl_(2).The reaction of Ti_(3)AlC_(2)and CuCl_(2)at a temperature of 800℃for 2 h to obtain Ti_(3)C_(2)Cl_(2)with an optimal lamellar structure is shown in SEM *** pseudopotential plane-wave(PP-PW)method is used to calculate on the electronic *** etching mechanism is investigated by the total energies of each *** chemical reaction of Ti_(3)AlC_(2)and CuCl_(2)will first become Ti_(3)CuC_(2)and Cu,and then become Ti_(3)C_(2)Cl_(2)during the Lewis acid etching process,which are consistent with the experimental results.

关键词： molten salt method CuCl_(2) MXene first-principles calculations etching mechanism

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混合白鲸优化算法求解柔性作业车间调度问题

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 325-333页

作者：孟冠军黄江涛魏亚博合肥工业大学机械工程学院合肥230009

针对柔性作业车间调度问题(flexible job-shop scheduling problem,FJSP),提出一种混合白鲸优化算法(hybrid beluga whale optimization,HBWO)对其求解,旨在最小最大化完工时间。采用既定策略改进标准白鲸优化算法(beluga whale optimization,BWO),加快其收敛速度;基于机器选择和工序排序问题设计双层编码方案,解决FJSP离散化问题;采用主动编码及种群初始化策略,提高求解质量;基于工序的开始和结束时间确定关键路径和关键块,注重各工序时间维度;引入贪心思想至基于关键路径的混合变邻域搜索策略中,加大勘测搜索空间及减少无效搜索;此外,引入遗传算子防止算法陷入局部最优;通过35个标准算例的仿真实验与分析,证明了算法在求解FJSP问题中具有有效性。

关键词：柔性作业车间白鲸优化算法最大完工时间离散位置转化混合变邻域策略贪心思想

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面向声爆/气动力的飞行器布局设计知识挖掘

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 975-984页

作者：马创舒博文黄江涛刘刚钟世东中国空气动力研究与发展中心绵阳621000 西北工业大学航空学院西安710072

声爆抑制是发展新一代超声速民机必须突破的关键技术。飞行器总体布局参数对其声爆特性有重要影响。数据挖掘(DM)可以从大量的数据中通过算法搜索隐藏的信息,是飞行器设计知识提取的有力工具。选取后掠角、展弦比、梢根比、上反角、机... 详细信息

声爆抑制是发展新一代超声速民机必须突破的关键技术。飞行器总体布局参数对其声爆特性有重要影响。数据挖掘(DM)可以从大量的数据中通过算法搜索隐藏的信息,是飞行器设计知识提取的有力工具。选取后掠角、展弦比、梢根比、上反角、机身长细比5个总体布局参数作为设计变量,目标函数定义为远场感知噪声级,同时计算升、阻力系数作为气动力衡量指标。基于总变差分析(ANOVA)、决策树算法、自组织映射(SOM)网络组成的数据挖掘体系提取低声爆设计知识库。获得所选设计变量与声爆/气动力的相关度,并实现对设计变量的分层与降维。后掠角有最高设计优先级,长细比、上反角重要程度次之,展弦比与梢根比为低敏感变量。对于算例中的飞行器,在合理区间内选择较大的后掠角、上反角能够使声爆最小化的同时,设计适于超声速巡航的小展弦比布局。

关键词：超声速民机声爆抑制布局设计数据挖掘知识库

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电磁不连续和缺陷结构表面波散射特性

航空学报 2024年第12期45卷 269-281页

作者：余龙舟黄江涛钟世东陈宪陈诚中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000

对于隐身飞行器设计,当镜面和腔体等主要散射源被抑制后,表面波在电磁不连续和缺陷结构处产生的回波散射和空间散射成为重要的散射源。为研究电磁不连续和缺陷结构的表面波散射行为,通过平板波导激励,建立起表面波传输模型。基于该表面... 详细信息

对于隐身飞行器设计,当镜面和腔体等主要散射源被抑制后,表面波在电磁不连续和缺陷结构处产生的回波散射和空间散射成为重要的散射源。为研究电磁不连续和缺陷结构的表面波散射行为,通过平板波导激励,建立起表面波传输模型。基于该表面波传输模型,从飞行器表面结构出发,建立了曲面及二面倾角、缝隙和台阶3类电磁不连续或缺陷结构,并开展仿真研究,获得了关键结构参数与回波散射强度和空间散射效率的定量关系。研究表明:凸面不连续结构的表面波在传输过程中不断向空间散射而衰减,当凸面半径超过10倍波导波长时,衰减系数接近0,凹面不连续结构的表面波在传输过程中不衰减;二面倾角结构的倾角在30°范围内时,能够有效抑制表面波的空间散射效率在10%以内,且回波散射较弱;缝隙和台阶的表面波散射与结构尺寸之间存在半波谐振关系,且回波散射和空间散射抑制难以兼顾。研究结果可为隐身飞行器外形结构的表面波散射抑制设计提供指导。

关键词：电磁散射外形隐身设计表面波电磁不连续结构电磁缺陷结构

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飞行器气动稳健优化设计方法研究进展

空气动力学学报 2024年第9期42卷 37-69,I0001,36页

作者：赵欢王摄昆高正红黄江涛西北工业大学航空学院西安710072 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

随着对现代飞行器性能需求的不断提高,面向工程应用的先进气动外形设计方法要求能兼顾多学科高性能和稳健性,以突破传统设计方法设计的外形稳健性差、难以实现工程应用的难题。针对这一问题,飞行器气动稳健优化设计方法脱颖而出并取得... 详细信息

随着对现代飞行器性能需求的不断提高,面向工程应用的先进气动外形设计方法要求能兼顾多学科高性能和稳健性,以突破传统设计方法设计的外形稳健性差、难以实现工程应用的难题。针对这一问题,飞行器气动稳健优化设计方法脱颖而出并取得了快速发展,多种高效实用的不确定量化和稳健优化方法被相继提出,成为了满足工程型号气动外形设计要求最有力的手段之一。本文以建立工程实用的高效气动稳健优化设计方法为需求,综述了飞行器气动稳健优化设计相关理论和方法的最新研究进展。首先,系统介绍了飞行器气动稳健优化设计方法的研究现状和最新进展,对不确定建模、不确定量化和稳健优化等关键技术的发展现状进行了详细介绍和讨论;然后,结合当前最受关注的工程应用问题,陈述和讨论了气动稳健优化设计方法在跨声速翼型/机翼、自然层流外形、叶栅/旋翼外形3类典型复杂气动设计问题中的应用效果和进展,同时结合多学科分析与优化设计需要,调研了气动/隐身/声爆/结构多学科稳健优化设计在工程设计问题中的最新进展和发展方向;最后,结合文献综述,讨论了飞行器气动稳健优化设计理论和方法在发展和应用上面临的难题和挑战,并展望了未来研究方向。

关键词：气动稳健优化设计不确定建模不确定量化多学科稳健优化稳健气动外形

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飞翼布局高低速一体化气动优化设计

航空学报 2024年第15期45卷 187-205页

作者：赵轲邓俊黄江涛陈树生高正红西北工业大学航空学院西安710072 飞行器基础布局全国重点实验室西安710072 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000

飞翼布局由于在气动、隐身和结构等方面的综合优势,是未来最有潜力的飞行器气动布局形式。关于飞翼布局的气动设计研究,学术界开展了大量的设计分析,研究发现低速起降性能和操控是飞翼布局性能和安全的主要难点。对于飞翼布局无人机和... 详细信息

飞翼布局由于在气动、隐身和结构等方面的综合优势,是未来最有潜力的飞行器气动布局形式。关于飞翼布局的气动设计研究,学术界开展了大量的设计分析,研究发现低速起降性能和操控是飞翼布局性能和安全的主要难点。对于飞翼布局无人机和作战飞机,由于隐身设计的影响,使得其低速起降性能、操控特性更加严苛,以往的研究主要集中在高速巡航的设计,关于低速设计研究很少,因此基于高性能离散伴随优化设计平台,开展了某飞翼布局无人机的高低速综合设计研究,分析对比了不同低速设计模型对飞机低速特性的影响,在此基础上,建立了高低综合设计模型,全面提升了飞机的高低速性能,经过对结果的分析,总结了高低速一体化设计的要点和规律,为飞翼布局的气动设计提供了有力的设计模型和参考。

关键词：飞翼布局离散伴随气动优化低速设计流动分离

考虑强风干扰的固定翼飞行器“神经元”飞行气动建模

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空气动力学学报 2024年第3期42卷 92-101页

作者：周晓雨黄江涛章胜刘刚中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

大气环境中的风是影响飞行器实际飞行的主要动态环境干扰因素之一,强风干扰下的复杂空气动力学是固定翼飞行器安全稳定飞行面临的严峻挑战。为提高强风干扰下固定翼飞行器的环境适应能力,发展了一种基于深度元学习的创新固定翼飞行器“... 详细信息

大气环境中的风是影响飞行器实际飞行的主要动态环境干扰因素之一,强风干扰下的复杂空气动力学是固定翼飞行器安全稳定飞行面临的严峻挑战。为提高强风干扰下固定翼飞行器的环境适应能力,发展了一种基于深度元学习的创新固定翼飞行器“神经元”飞行气动建模方法,该方法采用相对于地面坐标系的变量进行描述,根据多元函数的切比雪夫级数理论,将气动力和气动力矩函数分解为不同变量函数的乘积和,通过生成对抗网络技术构建强风干扰下飞行器空气动力模型的共性基函数模型,进而预测飞行器在飞行过程中受到的气动力(矩)。研究结果表明,文章建立的固定翼无人机空气动力共性基函数模型准确,可以较好地预测未知风况条件下飞行器的气动力与气动力矩,为实时空气动力学建模的迁移应用奠定良好基础。

关键词：固定翼飞行器气动力建模神经元飞行生成对抗网络共性基函数

强风干扰下固定翼无人机“元飞行”气动建模研究

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宇航学报 2024年第8期45卷 1235-1250页

作者：章胜刘刚周晓雨黄江涛朱喆中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000

强风干扰下的复杂空气动力学给固定翼无人机的安全稳定飞行带来了严峻挑战。为提高强风干扰下固定翼无人机的环境适应能力,发展了一种创新的“元飞行”气动建模方法。不同于传统气流系下的气动建模,“元飞行”气动建模是一种元方法论建... 详细信息

强风干扰下的复杂空气动力学给固定翼无人机的安全稳定飞行带来了严峻挑战。为提高强风干扰下固定翼无人机的环境适应能力,发展了一种创新的“元飞行”气动建模方法。不同于传统气流系下的气动建模,“元飞行”气动建模是一种元方法论建模技术,其采用易于测量的飞行器相对于地面坐标系的运动变量进行描述,通过隔离实际飞行中难以观测到的风干扰影响,基于高阶泰勒展开多元函数变量分解理论,构建仅与无人机自身特性相关、不同风况条件下通用的固定翼无人机空气动力共性基函数解析模型,结合在线辨识的风干扰系数函数,进而实现对飞行器飞行过程中气动力(矩)的预测。研究表明文章发展的“元飞行”气动模型可以良好地预测未知风况下固定翼无人机的气动力(矩),为实时空气动力学建模的实现奠定了良好基础。

关键词：固定翼无人机气动建模强风干扰元飞行气动模型空气动力共性基函数

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低可探测DSI进气道几何敏感性分析

空气动力学学报 2024年第9期42卷 100-113,I0002页

作者：舒博文高正红黄江涛钟世东郑海波西北工业大学航空学院西安710072 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000 飞行器基础布局全国重点实验室西安710072 中国空气动力研究与发展中心跨域飞行交叉技术重点实验室绵阳621000

低可探测DSI进气道(蚌式进气道)设计受多个几何参数的影响,单几何参数分析难以全面反映外形对进气道性能的影响。本文采用非嵌入式多项式混沌方法对某低可探测DSI进气道开展研究,分析亚声速大攻角、最大飞行速度时,进气道性能对喉道面... 详细信息

低可探测DSI进气道(蚌式进气道)设计受多个几何参数的影响,单几何参数分析难以全面反映外形对进气道性能的影响。本文采用非嵌入式多项式混沌方法对某低可探测DSI进气道开展研究,分析亚声速大攻角、最大飞行速度时,进气道性能对喉道面积、喉道位置、鼓包马赫数、鼓包前移量、唇罩前伸量、唇口前缘半径以及进气道收缩量的敏感程度,并开展了选型设计。结果表明,进气道性能对唇罩前伸量最敏感,鼓包马赫数和收缩量对亚声速大攻角下的进气道性能也有所贡献,并存在最佳的唇罩前伸量与进气道收缩量。选型设计后,进气道在亚声速大攻角时总压恢复系数提升4.6%,稳态总压畸变指数下降10.9%;在最大飞行速度时总压恢复系数提升3.1%,稳态总压畸变指数降低35.5%。合理地选择几何参数,减弱或消除进气道唇口处以及激波后的分离能够有效提升进气道性能。

关键词： DSI进气道敏感性分析总压畸变总压恢复非嵌入多项式混沌