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蛇形管内燃油变物性流动换热特性数值模拟

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 337-345页

作者：李玉王相钦闵敬春清华大学航天航空学院北京100084

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合... 详细信息

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合考虑换热器的紧凑度及燃油流过换热器时可能发生结焦,蛇形管内径取值2.0 mm,另外燃油流过蛇形管时被加热,温度可以升高数百摄氏度,燃油物性将会产生剧烈变化,因此本研究特别关注蛇形细管内燃油的变物性流动换热特性。研究结果表明:弯管段的对流换热系数明显高于直管段,但同时弯管段压降也显著增大;变物性的对流换热系数明显高于常物性,而变物性的压损明显低于常物性;变物性时管壁温对流动换热特性的影响较为显著,而直管段长度对流动换热特性的影响相对较弱。

关键词：蛇形管航空煤油变物性流动换热数值模拟

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强激励下某载具承载装置动态响应分析

北京理工大学学报 2024年第5期44卷 484-493页

作者：冯慧华吴国澳王硕纯刘沐承北京理工大学机械车辆学院北京100081 中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

为保证载具的稳定性和可靠性,针对某载具承载装置开展强激励下的动态响应分析.建立了土壤−混凝土−载具结构的有限元模型,通过MATLAB和ABAQUS联合开发对模型的土壤边界批量施加黏弹性边界和地震动集中力载荷,对地表以CONWEP加载方式施加... 详细信息

为保证载具的稳定性和可靠性,针对某载具承载装置开展强激励下的动态响应分析.建立了土壤−混凝土−载具结构的有限元模型,通过MATLAB和ABAQUS联合开发对模型的土壤边界批量施加黏弹性边界和地震动集中力载荷,对地表以CONWEP加载方式施加爆炸载荷,分别分析载具受到地震和爆炸载荷作用时的动态响应.结果表明,受地震和爆炸激励时装置的动态响应分别以水平和垂直方向为主,载具位移峰值均未超过安全值,没有碰撞风险,载具倾角峰值都小于1°.结合麻雀搜索算法(SSA)、Mixup数据增强、BP神经网络对载具减振装置的刚度和阻尼参数进行优化设计,优化后的载具受到地震激励时水平加速度峰值下降14.9%,垂直相对位移峰值下降23.1%,研究可以为载具的减振优化工作提供参考.

关键词：动态响应强扰动激励土体无限域神经网络

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一种未知环境下移动机器人自主导航方法

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 250-257页

作者：徐建华吴晓晖张嘉轩张钰荣北京理工大学自动化学院北京100081

为提高未知环境下移动机器人自主导航性能,提出了一种未知环境下目标驱动的自主导航方法。不依赖实时更新的地图信息,移动机器人直接从激光雷达读数中构建候选目标点,并根据机器人自身位置和终点位置从候选目标点中选择最优点作为局部... 详细信息

为提高未知环境下移动机器人自主导航性能,提出了一种未知环境下目标驱动的自主导航方法。不依赖实时更新的地图信息,移动机器人直接从激光雷达读数中构建候选目标点,并根据机器人自身位置和终点位置从候选目标点中选择最优点作为局部目标点。改进的基于深度强化学习的局部规划器从输入信息中直接输出动作信号,实现端到端的控制,使得移动机器人能够快速、安全地到达局部目标点,直至到达终点。实验表明,所提导航方法能够在未知复杂的环境下,可靠且高效地完成导航任务。与最近边界导航方法相比,平均路径长度减少了6.63%,平均运行时间缩短了19.11%,具有成功率高、路径短、速度快等优点。

关键词：未知环境移动机器人自主导航深度强化学习

工质/涡轮电驱动分布式推进系统设计参数研究

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航空动力学报 2024年第4期39卷 8-19页

作者：王笑晨贾琳渊陈玉春王玉茹西北工业大学动力与能源学院西安710072

针对回热式工质驱动分布式推进系统在布局、安装等方面存在的不足,将涡轮电驱动方式与其结合,提出了一种部分涡轮电分布式推进系统。基于部件法建立了设计点计算模型,开展了推进系统的能量流动机理分析,提出了能量传输中关键参数的设计... 详细信息

针对回热式工质驱动分布式推进系统在布局、安装等方面存在的不足,将涡轮电驱动方式与其结合,提出了一种部分涡轮电分布式推进系统。基于部件法建立了设计点计算模型,开展了推进系统的能量流动机理分析,提出了能量传输中关键参数的设计方法。以此为基础,分析了设计参数对推进系统的影响,并对比了分析不同分布式推进系统的性能及设计参数。结果表明:部分涡轮电分布式推进系统耗油率对涡轮前温度的敏感性高于总增压比;相对于工质驱动分布式推进系统,部分涡轮电分布式推进系统存在1.7%的耗油率优势,且当功率占比选取合理时,能够改善原工质驱动分布式推进系统的不足。围绕推进系统耗油率,论证了基于工质驱动的部分涡轮电分布式推进系统在性能上的适用性。

关键词：分布式推进工质驱动部分涡轮电设计点性能参数设计方法

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融入几何先验的圆柱表面三维应变场双目视觉测量方法

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 162-173页

作者：张一鸣李广徐自力王珺闫松西安交通大学航天航空学院西安710049 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室西安710049 西安航天动力研究所西安710100

针对现有基于双目视觉的圆柱表面三维应变场测量方法从位移场计算应变场效率低下的问题,将圆柱结构几何先验信息融入子域投影法理论,利用圆柱标准坐标变换替代大量冗余的局部切平面最小二乘拟合求解,提出了一种融合圆柱拟合和子域投影... 详细信息

针对现有基于双目视觉的圆柱表面三维应变场测量方法从位移场计算应变场效率低下的问题,将圆柱结构几何先验信息融入子域投影法理论,利用圆柱标准坐标变换替代大量冗余的局部切平面最小二乘拟合求解,提出了一种融合圆柱拟合和子域投影的表面三维应变场计算方法;然后采用数值模拟方式,在不同应变区域和位移场噪声条件下,将所提方法与一般曲面子域投影法进行对比分析;最后开展圆柱拉伸实验,分别从单点和全场两个角度将所提方法的应变计算结果与应变片测量结果进行了对比。研究结果表明:在保证计算精度和位移场噪声鲁棒性的同时,所提方法将计算效率提高了约20%,且与应变片实验测量结果吻合较好,验证了该方法能够实现圆柱结构表面三维应变场的高效测量,也为规则结构表面三维应变场的计算提供了新思路。

关键词：双目视觉子域投影三维应变场圆柱拟合最小二乘拟合

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高固含量热固性固体推进剂3D打印技术

固体火箭技术 2024年第3期47卷 397-404页

作者：王杰齐瑶祁威肖鸿王奔李伟段玉岗史佳齐西安交通大学机械工程学院西安710049 航天化学动力技术重点实验室襄阳441003 湖北航天化学技术研究所襄阳441003 西安航天化学动力有限公司西安710025

3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减... 详细信息

3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减摩辅助挤出原理设计了双超声振子共振挤出高固含量热固性固体推进剂打印头。重点探究了打印过程中打印温度、挤出压力、喷嘴直径等关键工艺参数对于打印推进剂材料孔隙率的影响。在打印温度为70℃、挤出压力为0.6 MPa、喷嘴直径为φ1.7 mm,打印层高间距比为0.8的最优工艺参数条件组合下,可打印制备固含量为88%、孔隙率为3.46%、打印制造误差被控制在0.4%以内的复杂变燃速热固性固体推进剂药柱结构,同时打印样件的拉伸强度较传统浇注样件提升56%,为复杂高固含量固体推进剂药柱结构的制造提供了一个新思路。

关键词：固体推进剂 3D打印高固含量超声减摩

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空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 1-17页

作者：张锦绣陶文舰连晓斌王继河孟云鹤刘源中山大学航空航天学院广东深圳518107 中山大学物理与天文学院广东珠海519082 上海卫星工程研究所上海201109 中山大学人工智能学院广东珠海519082

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计... 详细信息

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。

关键词：无拖曳航天器空间引力波探测轨道设计与控制无拖曳与姿态控制惯性传感器与执行机构飞行演示验证

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地心轨道引力波探测无拖曳系统平动控制策略

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 36-48页

作者：郝立维张锦绣王继河张谕孙玥哈尔滨工业大学卫星技术研究所黑龙江哈尔滨150001 中山大学航空航天学院广东深圳518107 中山大学天琴中心广东珠海519082 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109

探讨了一种针对空间引力波探测任务的在轨无拖曳控制技术,基于未来可行的地心轨道探测任务背景进行分析设计,并对搭载两颗检验质量的在轨无拖曳系统进行航天器与质量块间相对运动动力学及耦合特性建模。同时,初步分析了任务中无拖曳系... 详细信息

探讨了一种针对空间引力波探测任务的在轨无拖曳控制技术,基于未来可行的地心轨道探测任务背景进行分析设计,并对搭载两颗检验质量的在轨无拖曳系统进行航天器与质量块间相对运动动力学及耦合特性建模。同时,初步分析了任务中无拖曳系统指标和摄动,并设计了基于频域H_(∞)最优控制理论的系统相对平动控制律。数值仿真结果表明,当双检验质量在轨无拖曳系统各检验质量按激光测距呼吸角排列时,采用无固定追踪点策略且在非敏感轴无悬浮控制输入的情况下,可以实现航天器对基准点的追踪,并满足系统频域性能指标的要求。同时,每颗检验质量的时域偏移量可以控制在微米级别,从而获得任务所需的纯引力基准。

关键词：空间引力波探测无拖曳控制双检验质量 H_(∞)控制

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广东离子吸附型稀土矿床特征及找矿预测

大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 191-199页

作者：王军汪礼明刘建军王平吴晓东张敏汪汝澎广东省有色金属地质局广东广州510080 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 广东省有色地质勘查院广东广州510080 广东省地质调查院广东广州510080 广东省有色金属地质局九三五队广东惠州516001

稀土是我国的优势矿种,尤以华南地区离子吸附型稀土矿产资源最为突出,广东省内的风化壳离子吸附型稀土矿床主要分布在韶关、河源、梅州、清远、潮州、揭阳、肇庆和茂名等地。水系沉积物地球化学异常是圈定矿床找矿远景区最有效且快速的... 详细信息

稀土是我国的优势矿种,尤以华南地区离子吸附型稀土矿产资源最为突出,广东省内的风化壳离子吸附型稀土矿床主要分布在韶关、河源、梅州、清远、潮州、揭阳、肇庆和茂名等地。水系沉积物地球化学异常是圈定矿床找矿远景区最有效且快速的一种手段,本次研究以广东省1∶20万水系沉积物地球化学数据为基础,将镧(La)和钇(Y)分别作为轻稀土(LREE)和重稀土(HREE)的特征元素,选取了34处稀土异常调查区(其中LREE异常区15处,HREE异常区19处),通过对人工剥土和人工冲击钻采样分析,初步评估了相应的稀土成矿潜力。139件样品分析结果显示,114个样品达到边界品位(≥0.02%),占送样总数的82.0%;71个样品达到工业品位(≥0.04%,最高可达0.27%),占送样总数的51.1%,新发现韶关乳源、潮州钱东、汕尾碣石、河源东源和河源龙川5个找矿远景区。为了更有效地圈定离子吸附型稀土矿床,结合稀土矿床找矿预测的标志,建议在1∶20万水系沉积物稀土元素地球化学异常区的基础上,开展低密度不规则网土壤地球化学测量,进一步浓缩异常范围并圈定离子吸附型稀土矿床找矿远景区,系统建立稀土资源潜力评价体系。

关键词：离子吸附型稀土矿床水系沉积物地球化学异常低密度不规则网土壤地球化学测量找矿远景区资源潜力评价