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基于双目视觉和圆形标记点的发动机位移精确测试技术

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航空学报 2024年第11期45卷 158-167页

作者：高玉闪闫松张志伟西安航天动力研究所西安710100 航天液体动力全国重点实验室西安710100

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提... 详细信息

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提取每个圆形标记点的像素级边缘信息;然后,通过基于插值的亚像素边缘检测方法获取亚像素级边缘点,以更准确地确定标记点的位置;最后,利用椭圆最小二乘法对标记点的边缘轮廓进行拟合,从而实现对标记点的精确定位。为了评估该方法的性能,对隔振云台上的静止标记点进行了位移测量。当相机距离标记点0.6 m时,面内2个方向的位移测量标准差分别为0.36μm和0.32μm,离面位移的测量标准差为0.58μm。此外,通过使用位移台提供的标准位移,进一步验证了该算法在处理与相机平面夹角达60°斜面和?12 mm细管路等结构位移测量时的适用性。将该视觉测量系统应用于某发动机机架的静力试验,取得了令人满意的结果。试验表明,该算法能够实时跟踪29个圆形标记点的位移,并且与电感式位移传感器测试结果的最大误差仅为5.6%。与传统的接触式位移测试方法相比,视觉测试方法具有布置迅速、成本低、测量精度高以及增加测量数量不会显著增加工作量等诸多优点,这使其成为一种替代传统位移测试的可靠且有效的方法。

关键词：液体火箭发动机双目视觉圆形标记点亚像素位移

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液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题综述

航空学报 2024年第11期45卷 106-132页

作者：汪广旭李斌谭永华高玉闪西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100 中国航天科技集团航天推进技术研究院西安710100

高频燃烧不稳定现象诱发的大幅值压力振荡严重威胁液体火箭发动机可靠性,为此,国内外开展了大量深入的研究工作。为了提高对此类问题及相关研究的整体认识,系统阐述了液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题的主要特点、关键物理机制、研究... 详细信息

高频燃烧不稳定现象诱发的大幅值压力振荡严重威胁液体火箭发动机可靠性,为此,国内外开展了大量深入的研究工作。为了提高对此类问题及相关研究的整体认识,系统阐述了液体火箭发动机高频燃烧不稳定问题的主要特点、关键物理机制、研究思路等,重点梳理了国内外在液体推进剂燃烧子过程响应机理方面的研究工作,明确指出了燃烧速率控制过程对于此类问题分析的重要意义。在此基础上,详细总结了液滴蒸发和射流掺混作为速率控制过程的高频燃烧不稳定问题数值仿真研究进展,仔细归纳了线性和非线性理论解析分析方法面临的挑战,简要介绍了基于非线性动力系统的分析方法在揭示高频燃烧不稳定非线性行为以及稳定性裕度评估方面的重要潜力。最后,针对不同工程控制措施的内在联系、应用情况等进行了分析,特别强调了燃烧释热分布控制的重要性。

关键词：液体火箭发动机高频燃烧不稳定燃烧响应速率控制过程燃烧释热分布控制

液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定现象的随机性

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航空学报 2024年第14期45卷 189-199页

作者：汪广旭杨宝娥谭永华高玉闪李斌西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100 中国航天科技集团航天推进技术研究院西安710100

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨,分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性,对比了理论声模态和实测振型,基于蒸发过程作为速率控制的假设,对该燃烧室的稳定性进行了分析... 详细信息

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨,分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性,对比了理论声模态和实测振型,基于蒸发过程作为速率控制的假设,对该燃烧室的稳定性进行了分析,并提出了造成不同供应系统下稳定性差异的2种假设模型。研究表明:由结构振动传感器测得的是燃烧室结构对燃气压力振荡场的响应结果,后者存在一定的频率选择性和非线性;实测突频幅值分布与该频率下的理论声模态基本吻合,确定该燃烧室发生了高频一阶纵向燃烧不稳定现象;线性模型结果表明,该燃烧室具有一定的稳定性裕度,但不能解释系统2条件下燃烧不稳定现象随机出现这一现象;系统2条件下该燃烧室的稳定性恶化或不同工况间的稳定性波动幅值增加,造成部分工况点落入非线性不稳定性区间,成为潜在的不稳定工况。

关键词：液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定供应系统随机性

基于氯化物处理的钙钛矿自供电无电荷传输层光电探测器用于弱光检测

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Science China Materials 2024年第7期67卷 2193-2200页

作者：梁海霞张钧尧高玉山郭璞李立郭子亿吴岳黄佳 School of Materials Science and Engineering Tongji UniversityShanghai 201804China National Key Laboratory of Autonomous Intelligent Unmanned Systems Tongji UniversityShanghai 201804China

有机-无机卤化物钙钛矿因其可溶液加工和优异的光电特性而在光电探测器(PD)中得到了广泛应用.然而,基于钙钛矿的PD一般需要电荷传输层提供足够的分离和传输驱动力,这会增加钙钛矿PD的材料成本.本研究通过溶液法制备了基于苯基三甲基氯化... 详细信息

有机-无机卤化物钙钛矿因其可溶液加工和优异的光电特性而在光电探测器(PD)中得到了广泛应用.然而,基于钙钛矿的PD一般需要电荷传输层提供足够的分离和传输驱动力,这会增加钙钛矿PD的材料成本.本研究通过溶液法制备了基于苯基三甲基氯化铵(PTACl)处理的无电荷传输层钙钛矿自供电PD.以(CsFAMA)Pb(BrI)3作为光活性层,这种三元阳离子混合卤化物钙钛矿沉积后的垂直分布差异为电荷分离和传输提供了驱动力,PTACl处理能加强电荷分离和运输.这种PD在自供电模式下表现出优异的光电探测性能,其中光暗电流比为1.8×10^(5),响应度为198 mA W^(−1),探测率为1.48×10^(13)/1.24×10^(11) Jones(暗/噪声电流法计算).没有封装的PD在700 h的测试中也表现出良好的空气稳定性,且该PD对0.64 nW cm^(−2)的弱光仍有明显的响应,PD阵列也验证了这种弱光检测能力.本工作制备的钙钛矿自供电PD为弱光检测的发展提供了一种简单可行的途径.

关键词： photodetectors perovskites weak light detection charge transport layer free

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重复使用火箭发动机推力室疲劳寿命研究进展

火箭推进 2024年第1期50卷 12-27,I0002页

作者：张凭李斌高玉闪霍世慧王振西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室陕西西安710100 航天推进技术研究院陕西西安710100

再生冷却推力室内壁的热-机械疲劳失效严重影响重复使用液体火箭发动机的可靠性和使用寿命,疲劳分析在内壁损伤机理研究、寿命预测和结构优化设计中具有重要作用。简要回顾了推力室再生冷却结构热-机械疲劳分析方法的发展历程,重点围绕... 详细信息

再生冷却推力室内壁的热-机械疲劳失效严重影响重复使用液体火箭发动机的可靠性和使用寿命,疲劳分析在内壁损伤机理研究、寿命预测和结构优化设计中具有重要作用。简要回顾了推力室再生冷却结构热-机械疲劳分析方法的发展历程,重点围绕材料本构关系、热-力响应计算和疲劳寿命模型,对比梳理已有方法,讨论其特点及应用。基于研究进展与工程需求,从全服役周期瞬态载荷环境、材料本构关系、热-机械损伤模型及验证、基体与涂/镀层耦合失效分析和基于有限数据的工程方法等方面给出了进一步研究的方向和建议。

关键词：重复使用液体火箭发动机再生冷却推力室热-机械失效疲劳寿命预测

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重复使用运载火箭液体动力技术发展

火箭推进 2024年第1期50卷 1-11,I0002页

作者：李斌李程高玉闪张淼吕发正航天推进技术研究院陕西西安710100 西安航天动力研究所陕西西安710100

重复使用是未来运载火箭更新换代的技术发展趋势,是降低航天发射成本、实现规模化航天发射的有效途径。重点概述了国内外垂直起降重复使用运载火箭动力技术的发展现状,分析了垂直起降重复使用运载火箭发射和回收全任务剖面,总结了垂直... 详细信息

重复使用是未来运载火箭更新换代的技术发展趋势,是降低航天发射成本、实现规模化航天发射的有效途径。重点概述了国内外垂直起降重复使用运载火箭动力技术的发展现状,分析了垂直起降重复使用运载火箭发射和回收全任务剖面,总结了垂直起降重复使用运载火箭动力技术的特点,包括宽范围入口压力多次启动技术、大范围快速高精度推力调节技术、故障诊断及健康管理技术、状态检测与维修维护技术等。

关键词：垂直起降重复使用液体火箭发动机运载技术

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延性铜合金颈缩后力学响应工程修正方法

火箭推进 2024年第2期50卷 130-139页

作者：张凭李斌高玉闪王振姜薇霍世慧航天液体动力全国重点实验室陕西西安710100 航天推进技术研究院陕西西安710100

液体火箭发动机中大量采用延性铜合金,严苛载荷导致其普遍工作于大塑性变形状态。由于无法有效处理拉伸试验颈缩后数据,传统工程强度分析所用材料本构无法充分反映出材料的真实承载能力。针对某延性铜合金开展常温单轴拉伸试验,并从工... 详细信息

液体火箭发动机中大量采用延性铜合金,严苛载荷导致其普遍工作于大塑性变形状态。由于无法有效处理拉伸试验颈缩后数据,传统工程强度分析所用材料本构无法充分反映出材料的真实承载能力。针对某延性铜合金开展常温单轴拉伸试验,并从工程强度分析的角度提出通用修正函数与参数拟合原则,随后通过有限元颈缩仿真拟合得到加权因子w=0.75和指数修正因子n=2.4。研究表明,有限元颈缩仿真的载荷-位移响应对模型参数和网格具有收敛性,指数修正方法可更好地描述铜合金试件颈缩后响应,选取n=2.4可得到偏保守的材料性能估计。

关键词：铜合金延性颈缩应力-应变曲线单轴拉伸修正方法

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耦合时序特征的林分类型遥感识别

北京林业大学学报 2024年第1期46卷 68-81页

作者：高雨珊彭道黎张楠杨鹏辉杨灿灿陈铭捷陈健北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 国家林业和草原局调查规划设计院北京100714

【目的】结合多源遥感数据进行特征提取,获取最优分类策略并探究时间序列特征在林分类型识别中的重要性,为遥感林分类型识别提供技术途径。【方法】结合Sentinel-2光谱特征和时间序列特征、Sentinel-1雷达后向散射特征和SRTM DEM地形特... 详细信息

【目的】结合多源遥感数据进行特征提取,获取最优分类策略并探究时间序列特征在林分类型识别中的重要性,为遥感林分类型识别提供技术途径。【方法】结合Sentinel-2光谱特征和时间序列特征、Sentinel-1雷达后向散射特征和SRTM DEM地形特征在Google Earth Engine中进行各特征变量的提取,构建不同特征组合使用随机森林分类器进行分类并对不同分类结果进行制图输出和精度评价。【结果】(1)使用Sentinel-2时间序列光谱特征、Sentinel-1雷达后向散射特征和SRTM DEM地形特征的方案分类效果最好,总体精度为84.62%,Kappa系数为0.82;(2)在构建的5个不同特征组合方案中,多特征组合的方案分类效果优于单一特征;(3)地形特征、后向散射特征和时间序列特征对于分类结果非常重要,尤其是时间序列特征的加入能大大提升林分类型识别精度。光谱特征中短红外波段B11和B12最重要,时间序列特征中4月份和10月份为最重要的时间节点。【结论】基于多源遥感数据提取的多特征分类方案能够有效进行研究区林分类型识别,地形特征、后向散射特征和Sentinel-2时间序列特征可以作为光谱特征的有效辅助特征变量提高分类精度,使林分类型识别更为准确,尤其是时间序列特征在提高林分类型识别精度上有突出作用。

关键词： Sentinel-2 Sentinel-1 随机森林 Google Earth Engine(GEE) 时间序列特征

纤维二糖磷酸化酶表达条件的优化及其酶学性质研究

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食品与发酵工业 2024年第16期50卷 125-131页

作者：彭念陈婷婷王璐樊俊萍高玉杉冉小琴刘露露李勇昊重庆科技学院化学化工学院

纤维二糖磷酸化酶（cellobiose phosphorylase, CBP）磷酸化裂解纤维二糖为葡萄糖-1-磷酸，它是木质纤维素转化淀粉的关键酶。该研究将来源于Clostridium thermocellum YM4的cbp基因通过表达载体pET-28a（+）构建重组菌Rosetta（DE3）/p... 详细信息

纤维二糖磷酸化酶（cellobiose phosphorylase, CBP）磷酸化裂解纤维二糖为葡萄糖-1-磷酸，它是木质纤维素转化淀粉的关键酶。该研究将来源于Clostridium thermocellum YM4的cbp基因通过表达载体pET-28a（+）构建重组菌Rosetta（DE3）/pET-28a-CBP用于表达CBP。对其诱导表达条件进行优化，结果显示当诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（isopropylthio-β-D-galactoside, IPTG）浓度和诱导时间分别为15℃、0.2 mmol/L和12 h时CBP酶活力最高，为0.47 IU/mL。进一步利用Ni柱分离纯化出带有His标签的CBP,结果表明该重组酶分子质量为95 kDa,比酶活1.03 IU/mg;最适反应温度60℃,最适反应pH 6,半失活时间为60 min;金属离子Cu2+显示出对该酶有强烈的抑制作用，然后依次是Zn2+、Fe3+、Ca2+、Mn4+（P0.05）;最后对重组CBP的动力学参数进行了表征，Km值为19.61μmol/mL,Vmax值为1.19μmol/（mL·min）且Kcat值为21.38 s-1。

关键词：纤维二糖磷酸化酶重组表达大肠杆菌酶学性质生物催化

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