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球形破片侵彻明胶运动模型及破片参数敏感性分析

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国防科技大学学报 2024年第1期46卷 170-178页

作者：蒋明飞陈莉刘坤赵磊吴志林南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶... 详细信息

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶的实验验证了模型的正确性,求解了模型中的最优阻力系数。分析了理论计算过程中的误差来源,并推导得到了无量纲侵彻深度的表达式。利用Sobol′法进行了球形破片参数(直径、密度和速度)对侵彻深度影响的敏感性分析。结果表明:运动模型能够较好地模拟球形破片的运动规律;低密度的球形破片在未完全侵入阶段的速度衰减不能忽略;球形破片参数对侵彻深度影响的敏感性由高到低依次是速度、密度和直径。

关键词：爆炸力学球形破片明胶侵彻敏感性

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卫星柔性热控薄膜材料充放电效应试验

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 87-92页

作者：陈益峰王金晓冯娜秦晓刚杨生胜季启政韩炎晖柳青许昌学院表面微纳米材料研究所河南许昌461000 北京东方计量测试研究所北京100086 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730000

针对柔性热控薄膜材料导电/绝缘多层复合、微纳尺寸厚度的结构特点,采用10~70 KeV电子辐照的方法开展了kapton基二次表面镜薄膜材料充放电特性的测试试验,获得了表面充电电位、静电放电频次等关键参数,并采用蒙特卡罗方法研究了辐照电... 详细信息

针对柔性热控薄膜材料导电/绝缘多层复合、微纳尺寸厚度的结构特点,采用10~70 KeV电子辐照的方法开展了kapton基二次表面镜薄膜材料充放电特性的测试试验,获得了表面充电电位、静电放电频次等关键参数,并采用蒙特卡罗方法研究了辐照电子在多层薄膜材料内的输运规律。研究结果表明由于kapton基二次表面镜薄膜结构的特殊性,当辐照电子能量为10 KeV时未发生静电放电现象,随着电子能量不断增加,薄膜材料的表面充电电位幅值与静电放电频次呈先上升后下降的变化规律,且在电子能量为25 KeV时空间充放电效应最为显著。

关键词： kapton基二次表面镜空间充放电效应静电放电频次表面充电电位

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水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

机械工程学报 2024年第8期60卷 320-328页

作者：刘银水王振朱森林孙玲魏强周新平崔岩吴德发华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降... 详细信息

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降低目标的红外特性从而提高隐身性能。通过调节喷头输入压力、流量以及功率参数对两种喷头进行试验分析,探究不同动力参数下复合喷头的红外降温特性以及水雾的增益效应。试验结果表明,随着压力增大,复合喷淋红外降温时长相比单一水幕喷头缩短了41.6%、39.7%、56.9%;在相同流量下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了47.1%;在同等功率下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了30.5%。研究成果为采用水介质的红外降温系统设计提供了新的方向。

关键词：复合喷头水幕水雾红外降温增益

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数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 205-214页

作者：王小巍陈砚桥金家善魏曙寰海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 陆军工程大学军械士官学校湖北武汉430075

针对知识驱动型需求预测模型所需的专家知识稀缺、数据驱动型需求预测模型可解释性不足的问题,提出了数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型。该模型基于模糊聚类算法将数值型数据聚类为结构简单、可解释性强的规则库,运用模糊逻辑将... 详细信息

针对知识驱动型需求预测模型所需的专家知识稀缺、数据驱动型需求预测模型可解释性不足的问题,提出了数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型。该模型基于模糊聚类算法将数值型数据聚类为结构简单、可解释性强的规则库,运用模糊逻辑将领域专家知识表示为Mamdani型规则库。在此基础上,引入了一种新型智能计算理论——模糊网络理论对两类规则库进行合并运算,形成初始预测模型。采用遗传算法优化模型规则库的模糊集参数来提高模型预测准确性。通过与模糊聚类算法进行对比,提出的模型在可解释性以及准确性指标上均具有优势。

关键词：预测模型备件模糊网络遗传算法

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燃料电池增程式动力系统能量管理策略研究

北京理工大学学报 2024年第1期44卷 51-59页

作者：张付军胡博睿张虹北京理工大学机械与车辆学院北京100081

以某款纯电动客车为研究对象,以增加车辆续驶里程为目的,提出燃料电池增程式混合动力系统结构,根据性能指标对动力系统各部件进行匹配计算和选型.提出了开关/功率跟随式能量管理策略,基于Cruise和Simulink分别搭建了整车动力系统模型和... 详细信息

以某款纯电动客车为研究对象,以增加车辆续驶里程为目的,提出燃料电池增程式混合动力系统结构,根据性能指标对动力系统各部件进行匹配计算和选型.提出了开关/功率跟随式能量管理策略,基于Cruise和Simulink分别搭建了整车动力系统模型和燃料电池及能量管理策略模型并进行联合仿真.结果表明,采用文中提出的能量管理策略车辆经济性相对于开关式和能量跟随式两种控制策略分别提高62%和31%,续驶里程相对于该两种控制策略分别提高41%和18%.

关键词：燃料电池增程器动力系统匹配模型搭建联合仿真能量管理充电状态(SOC)

利用点电流源和Tikhonov正则化的潜艇稳恒电场反演方法

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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 212-221页

作者：张建春刘春阳赵玉龙中国人民解放军31455部队辽宁沈阳110000 国防科技大学信息通信学院湖北武汉430010

为了评估潜艇水下腐蚀相关稳恒电场分布特性,从潜艇水下腐蚀相关稳恒电场产生机理出发,基于等效点电流源建立潜艇水下腐蚀相关稳恒电场正演模型,并利用Tikhonov正则化根据已知电场数据求解等效点电流源电流强度,对潜艇周围海水空间的腐... 详细信息

为了评估潜艇水下腐蚀相关稳恒电场分布特性,从潜艇水下腐蚀相关稳恒电场产生机理出发,基于等效点电流源建立潜艇水下腐蚀相关稳恒电场正演模型,并利用Tikhonov正则化根据已知电场数据求解等效点电流源电流强度,对潜艇周围海水空间的腐蚀相关稳恒电场进行推算。将某型潜艇的COMSOL软件仿真结果作为模拟试验数据,对所提方法有效性进行验证。结果表明:由水深38 m电场值向水深42.5 m和水深33.5 m进行反演时,相对均方根误差、最大值相对误差、峰峰值相对误差均不超过0.06;由较近平面向较远平面进行反演时,即使推算深度达到45 m,相对均方根误差仍然在0.21以内;噪声标准差为实际电场最大值的0.1倍时,反演误差仍然小于0.1。该算法抗噪声能力强,精度较高,能较好地用于工程实践。

关键词：潜艇电场反演点电流源 Tikhonov正则化

专家控制-改进S面算法在近水面航行器运动控制中的应用研究

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 81-89页

作者：李超师子锋张承科艾艳辉佘湖清宜昌测试技术研究所湖北宜昌443003

[目的]旨在提高舵板响应速度和效率,以满足近水面航行器在静水及波浪干扰下的深度保持和姿态控制要求。[方法]在S面算法的基础上,提出一种具有更快收敛速度的改进S面控制算法,并与专家智能控制相结合,建立闭环专家控制-改进S面算法的混... 详细信息

[目的]旨在提高舵板响应速度和效率,以满足近水面航行器在静水及波浪干扰下的深度保持和姿态控制要求。[方法]在S面算法的基础上,提出一种具有更快收敛速度的改进S面控制算法,并与专家智能控制相结合,建立闭环专家控制-改进S面算法的混合控制模型,构建混合算法控制器。对比分析PID算法、S面算法、改进S面算法以及专家控制-改进S面算法在近水面航行器航行深度、姿态控制间的差异,并进行波浪干扰下的运动预报。[结果]预报结果表明:改进S面算法在静水航行控制中可提高收敛速度,波浪干扰下可降低纵摇幅度;专家控制-改进S面算法能够提高舵的控制效率,在静水中快速实现航行状态稳定转换,在波浪中有效降低近水面航行器垂荡和纵摇幅值30%以上。[结论]所提专家控制-改进S面算法对近水面航行器运动稳定性的提高适用性良好。

关键词：改进S面算法专家控制近水面航行器波浪干扰运动稳定性

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舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 90-97页

作者：王志远余涛荆雷鸣林本成周爱民冷文军刘聪东南大学能源与环境学院江苏南京210096 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 中国人民解放军92330部队山东青岛266102 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所天津300050

[目的]旨在研究舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性。[方法]在试验舱内释油雾,让其在目标表面上沉降,称量表面沉降前后的质量差即为表面上的沉降质量,以此来对比不同朝向、不同材质表面的沉降特性;将水平向下表面的沉降合理假... 详细信息

[目的]旨在研究舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性。[方法]在试验舱内释油雾,让其在目标表面上沉降,称量表面沉降前后的质量差即为表面上的沉降质量,以此来对比不同朝向、不同材质表面的沉降特性;将水平向下表面的沉降合理假设为气相沉降,估算其贡献大小,并计算颗粒相的沉降速度。[结果]在朝向方面,金属水平向上表面的沉降质量分别是竖直和水平向下表面的3.98倍和4.66倍,织物水平向上表面的油雾沉降质量是竖直和水平向下表面的1.08倍和1.20倍;在材质方面,织物水平向上、竖直和水平向下表面的沉降质量分别是同朝向的金属表面的49.1倍、169.8倍和155.5倍。估算表明,对于金属水平向上和竖直表面,气相沉积的贡献分别为21.5%和79.2%;对于织物的水平向上和竖直表面,则约为90%。[结论]研究表明,舰船舱室环境油雾在织物表面的沉降远强于在金属表面的沉降;在金属水平向上表面的沉降远大于竖直表面和水平向下表面;在3种朝向的织物表面的沉降差别并不明显;无论何种材质和朝向,气相沉降都不可忽视。对于舰船舱室环境,气相沉降占据主导作用。

关键词：舰船舱室环境油雾金属表面织物表面沉降速度

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舰船动力设备抗冲击评估方法综述

中国舰船研究 2024年第3期19卷 61-85页

作者：李彦军陈旭曾庆鹏杨龙滨史建新哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

舰船动力设备的抗冲击能力是舰船安全稳定运行的重要保障,而合理的评估方法可以较为方便地获得动力设备的抗冲击特性预测结果。首先,将冲击过程分为低/高速碰撞冲击过程和非接触爆炸冲击过程,基于主从系统关系,阐述舰船设备非一体化与... 详细信息

舰船动力设备的抗冲击能力是舰船安全稳定运行的重要保障,而合理的评估方法可以较为方便地获得动力设备的抗冲击特性预测结果。首先,将冲击过程分为低/高速碰撞冲击过程和非接触爆炸冲击过程,基于主从系统关系,阐述舰船设备非一体化与一体化抗冲击方法,总结舰船动力设备的抗冲击研究进展,提出舰船动力设备抗冲击领域的重点研究技术。然后,结合舰船设备一体化方法(分为等效静力法、动态设计分析法及时域分析法)的特点,总结得出:等效静力法仅适用于低频影响的结构简单动力设备;动态设计分析法忽略了邻近设备、隔振系统及船体结构对冲击输入载荷的影响;时域分析法仅适用于爆炸冲击等特定场景或冲击信号输入;而舰船设备一体化考虑了船体结构–基座–隔振系统–动力设备形成的多自由度系统,其计算结果更贴近于实船工况,但建模和计算成本较高。最后,展望了舰船动力设备抗冲击的重要发展方向,包括评估方法的准确选取、抗冲击试验台的合理改进、冲击响应信号提取分析、动力设备多场耦合作用分析、动力设备物理模型简化研究、内部流动介质等效替代研究、数据挖掘和深度学习方法融合等。

关键词：舰船动力设备抗冲击评估主从理论非一体化方法一体化方法

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