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Group-based multiple pipe routing method for aero-engine focusing on parallel layout

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Frontiers of Mechanical Engineering 2021年第4期16卷 798-813页

作者： Hexiang yuAN jiapeng yu Duo JIA Qiang LIU Hui MA School of Mechanical Engineering and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China Key Laboratory of Vibration and Control of Aero-Propulsion System(Ministry of Education) Northeastern UniversityShenyang 110819China Shenyang Engine Research Institute of AECC Shenyang 110015China School of Information and Control Engineering Liaoning Petrochemical UniversityFushun 113001China

External pipe routing for aero-engine in limited three-dimensional space is a typical nondetermini-stic polynomial hard problem,where the parallel layout of pipes plays an important role in improving the utilization of layout space,facilitating pipe assembly,and *** paper presents an automatic multiple pipe routing method for aero-engine that focuses on parallel *** compressed visibility graph construction algorithm is proposed first to determine rapidly the rough path and interference relationship of the pipes to be *** on these rough paths,the information of pipe grouping and sequencing are obtained according to the difference degree and interference degree,***,a coevolutionary improved differential evolution algorithm,which adopts the coevolutionary strategy,is used to solve multiple pipe layout optimization *** using this algorithm,pipes in the same group share the layout space information with one another,and the optimal layout solution of pipes in this group can be obtained in the same evolutionary ***,to eliminate the minor angle deviation of parallel pipes that would cause assembly stress in actual assembly,an accurate parallelization processing method based on the simulated annealing algorithm is ***,the simulation results on an aero-engine demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed method.

关键词： multiple pipe routing optimization algorithm aero-engine pipe grouping parallel layout

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高校国防教育与课程思政融合路径研究

鞍山师范学院学报 2024年第3期26卷 79-82页

作者：于家鹏陈功庆金艳菊辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学外国语学院辽宁鞍山114051

高校国防教育有着思政教育的天然属性和独特优势。当前,高校国防教育与课程思政融合存在一些问题。加强高校国防教育与课程思政的深度融合,应从完善课程体系、注重实践育人、丰富军事技能训练和加强教师队伍建设入手,拓展可行有效的融... 详细信息

高校国防教育有着思政教育的天然属性和独特优势。当前,高校国防教育与课程思政融合存在一些问题。加强高校国防教育与课程思政的深度融合,应从完善课程体系、注重实践育人、丰富军事技能训练和加强教师队伍建设入手,拓展可行有效的融合路径,推动两者协同发展,实现两者的优势互补,从而提升高校国防教育的育人实效。

关键词：国防教育高校课程思政融合路径

Near-surface wind field characteristics of the desert-oasis transition zone in Dunhuang,China

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Journal of Arid Land 2024年第5期16卷 654-667页

作者： PAN jiapeng ZHANG Kecun AN Zhishan ZHANG yu Key Laboratory of Desert and Desertification&Dunhuang Gobi and Desert Ecology and Environment Research Station Northwest Institute of Eco-Environment and ResourcesChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

The desert-oasis transition zone(DOTZ)serves as a buffer area between the desert and *** its wind field characteristics is of great significance for the prevention and control of aeolian disasters in the *** this study,we used meteorological data during 2013–2019 from the portable meteorological stations at five sites(site A on the edge of the oasis,sites B,C,and D in the DOTZ,and site O in the desert)in Dunhuang,China to analyze the near-surface wind field characteristics and their causes,as well as to reveal the key role of the DOTZ in oasis *** results showed that the mean wind speed,frequency of sand-driving wind,and directional variability of wind decreased from west to east within the DOTZ,and wind speed was significantly affected by air *** terrain influenced the prevailing winds in the region,mainly from northeast and *** some areas adjacent to the oasis were controlled by southeasterly *** indicated that the near-surface wind field characteristics of the DOTZ were caused by the combined effects of local terrain and surface hydrothermal *** site D,the annual drift potential(DP)was 24.95 vector units(VU),indicating a low wind energy environment,and the resultant drift direction(RDD)showed obvious seasonal ***,the DOTZ played an important buffering role between the desert and *** with the desert,the mean wind speed in the oasis decreased by 64.98%,and the prevailing wind direction was more *** results of this study will be useful in interpreting the aeolian activity of the DOTZ in Dunhuang.

关键词： desert-oasis transition zone near-surface wind field hydrothermal difference sand-driving wind aeolian environment Dunhuang

Material patterning on substrates by manipulation of fluidic behavior

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National Science Review 2019年第4期6卷 758-766页

作者： Yitan Li Hao Wang Henglu Xu Shiting Wu Xuemei Li jiapeng yu Chaoyu Huang Zeyao Zhang Hao Sun Lu Han Meihui Li Anyuan Cao Zhenhai Pan Yan Li Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices Beijing National Laboratory of Molecular SciencesState Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications College of Chemistry and Molecular Engineering Peking University Academy for Advanced Interdisciplinary Studies Peking University College of Engineering Peking University Electron Microscopy Laboratory Peking University Bruker (Beijing) Scientific Technology Co. Ltd. 6. Institute of Engineering ThermophysicsShanghai Jiao Tong University

Patterned materials on substrates are of great importance for a wide variety of applications. In solution-based approaches to material patterning, fluidic flow is inevitable. Here we demonstrate not only the importance of fluidic behavior but also the methodology of engineering the flow pattern to guide the material crystallization and assembly. We show by both experiment and simulation that substrate heating,which is generally used to accelerate evaporation, produces irregular complex vortexes. Instead, a top-heating–bottom-cooling(THBC) set-up offers an inverse temperature gradient and results in a single Marangoni vortex, which is desired for ordered nanomaterial patterning near the contact line. We then realize the fabrication of large-scale patterns of iodide perovskite crystals on different substrates under THBC conditions. We further demonstrate that harnessing the flow behavior is a general strategy with great feasibility to pattern various functional materials ranging from inorganic, organic, hybrid to biological categories on different substrates, presenting great potential for practical applications.

关键词： Marangoni flow temperature gradient large-scale material patterning flexible device contact line

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基于递归循环的层次化爆炸图自动生成方法

机械工程学报 2016年第13期52卷 175-188页

作者：于嘉鹏王健熙东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004 中国人民解放军驻沈阳黎明航空发动机公司军事代表室沈阳110043

提出以递归循环和深度优先搜索层次化装配序列的策略自动生成复杂产品层次化爆炸图的方法。为使设计结构符合装配规划的要求,设计了可方便定义子装配体和编辑装配树的装配结构重构功能。为避免重复的干涉检测,研究干涉矩阵合成方法,通... 详细信息

提出以递归循环和深度优先搜索层次化装配序列的策略自动生成复杂产品层次化爆炸图的方法。为使设计结构符合装配规划的要求,设计了可方便定义子装配体和编辑装配树的装配结构重构功能。为避免重复的干涉检测,研究干涉矩阵合成方法,通过对原始装配关系信息的整合,柔性化生成面向层次化结构的装配关系矩阵。为降低大规模序列规划问题的复杂性,将整体规划任务分解为若干个及若干层级子任务,子任务内采用多规则筛选算法,以基于干涉矩阵的几何可行性为前提,并行性、连续性、稳定性和方向性等为优化筛选指标,循环构建序列。提出递归爆炸算法,循环对层次化装配序列进行深度优先搜索,实时计算已爆炸零部件的累积包围盒,从而确定待爆炸零件位移矢量,自动生成间隔均匀有序、结构紧凑且空间层次感强的爆炸图。开发了基于Siemens NX的装配规划系统Auto Assem,以减速器及汽车部件实例验证了方法的有效性。

关键词：装配序列规划层次化爆炸图递归循环扩展干涉矩阵累积包围盒

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基于最大-最小蚁群系统的装配序列规划

机械工程学报 2012年第23期48卷 152-166页

作者：于嘉鹏王成恩王健熙东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004 东北大学辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室沈阳110004 中国人民解放军驻沈阳黎明航空发动机公司军事代表室沈阳110043

提出一种结合了蚁群系统与最大-最小蚂蚁系统优点的装配序列规划(Assembly sequence planning,ASP)方法。对近十年基于蚁群优化的ASP文献中采用的优化指标、装配信息模型、实例零件数等进行综述和比较。为提高序列的装配效率区分度,研... 详细信息

提出一种结合了蚁群系统与最大-最小蚂蚁系统优点的装配序列规划(Assembly sequence planning,ASP)方法。对近十年基于蚁群优化的ASP文献中采用的优化指标、装配信息模型、实例零件数等进行综述和比较。为提高序列的装配效率区分度,研究方向性、并行性、连续性、稳定性和辅助行程等5项指标的自动量化方法,将其融入到蚁群优化多目标启发式函数和适应值函数中。为提高对最优序列的搜索能力,以装配几何可行性为基础,从蚂蚁数量的确定、最大-最小信息素的界定、初始零件分配位置的绩效考核机制以及对并行零件组强制优化机制等方面,设计针对性解决方案,提出基于最大-最小蚁群系统的ASP算法。开发基于Siemens NX的装配规划系统AutoAssem。以阀门为实例,验证了算法内部各项优化措施的有效性,同时与优先规则筛选法、遗传算法及粒子群算法进行比较,分析该算法在运行效率和序列性能方面的优势。

关键词：装配序列规划蚁群优化算法最大-最小蚂蚁系统扩展干涉矩阵

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基于扩展干涉矩阵的几何可拆卸性判别方法

机械工程学报 2011年第21期47卷 146-156页

作者：于嘉鹏邢宇飞王成恩东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004 东北大学辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室沈阳110004

零部件的几何可拆卸性(Geometric dismountability,GD)是基于'以拆卸序列求装配序列'策略的装配序列规划的前提,干涉矩阵是对其进行判别的重要装配关系模型。为解决零部件在非标准正交轴向上的GD判别难题,提出扩展干涉矩阵(Extended int... 详细信息

零部件的几何可拆卸性(Geometric dismountability,GD)是基于'以拆卸序列求装配序列'策略的装配序列规划的前提,干涉矩阵是对其进行判别的重要装配关系模型。为解决零部件在非标准正交轴向上的GD判别难题,提出扩展干涉矩阵(Extended interference matrix,EIM)模型,将现有干涉矩阵结构扩展到零部件局部坐标系轴向。为了便于分析具有复合拆卸路径方向的零部件GD,提出转折式干涉矩阵(Turning interference matrix,TIM)模型,以紧凑的结构描述转折点处完备的干涉信息。为了快速、准确地获取干涉矩阵,提出步进式精检测、基于包围盒的粗检测和加速式检测等自动检测方法,以及静态硬干涉自动屏蔽法。基于EIM和TIM,提出更全面的零部件GD判别算法及流程。开发基于UG NX的全自动装配规划系统AutoAssem,以实例验证各干涉检测措施的有效性,说明EIM和TIM丰富了拆卸方向的多样性和可变性,使GD判别具有面向复杂产品的通用性,为后续序列规划算法提供了有效依据。

关键词：装配序列规划干涉检测扩展干涉矩阵转折式干涉矩阵几何可拆卸性

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基于装配序列规划的爆炸图自动生成方法

机械工程学报 2010年第21期46卷 149-157页

作者：于嘉鹏王成恩张闻雷东北大学辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室沈阳110004 东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室沈阳110004 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

提出利用装配序列规划算法及零部件几何信息自动生成复杂产品爆炸图的方法。为解决零部件在倾斜方向上的拆卸可行性分析的难题,将现有干涉矩阵结构扩展到零部件局部坐标系轴向。从几何可行性和装配成本角度,利用装配关系矩阵及可定制优... 详细信息

提出利用装配序列规划算法及零部件几何信息自动生成复杂产品爆炸图的方法。为解决零部件在倾斜方向上的拆卸可行性分析的难题,将现有干涉矩阵结构扩展到零部件局部坐标系轴向。从几何可行性和装配成本角度,利用装配关系矩阵及可定制优先级的指标,每次逐级筛选出最优拆卸零部件、方向及并行性,以构造最优序列。按结构紧凑性及序列可读性原则,在读取拆卸序列过程中,利用直接提取的两类零部件包围盒和实时计算的累积包围盒求取零部件位移矢量并驱动零部件移动,从而生成爆炸图,并自动实现装配追踪线及技术图解等相关功能。在UG平台下开发应用系统,结合齿轮减速器爆炸图实例及比较,说明本方法在爆炸图生成效率及可视化效果方面能够满足工程应用要求,可极大地降低手工生成爆炸图的工作强度。

关键词：装配序列规划爆炸图干涉矩阵包围盒

基于自适应天牛须算法的航空发动机管路布局优化

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机械工程学报 2020年第20期56卷 174-184页

作者：于嘉鹏袁鹤翔杨永华张硕费强东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 中航工业沈阳发动机设计研究所沈阳110015

针对航空发动机外部管路系统设计过程中布局效率和空间利用率较低的问题,提出一种基于自适应天牛须搜索算法的管路自动布局方法。该方法在原算法的基础上加入自适应变步长机制,使其在具有高效性的同时能搜索到更优的解。在描述复杂空间... 详细信息

针对航空发动机外部管路系统设计过程中布局效率和空间利用率较低的问题,提出一种基于自适应天牛须搜索算法的管路自动布局方法。该方法在原算法的基础上加入自适应变步长机制,使其在具有高效性的同时能搜索到更优的解。在描述复杂空间障碍物时,采用将附件和管路分开建模的方式,一方面建立机匣附件的轴向包围盒,并在包围盒内部构建小范围的附件栅格信息矩阵;另一方面,对已布局管路分段处理后采用线段求交的方式做出干涉性判断,在此基础上根据某种度量选择本条管路的避障策略,以达到充分利用敷设空间的目的。建立管路布局问题的数学模型,并以管路长度和压力损失作为优化目标完成路径的规划过程。最后,通过仿真实例证明所提方法的可行性。

关键词：航空发动机管路布局天牛须算法线段求交避障策略