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TNM钛铝合金高温抗氧化行为研究

工程科学学报 2024年第10期46卷 1826-1833页

作者：邸士雄欧白羽李维赵春玲聂建豪油如月季显坤赵宇中国航发湖南动力机械研究所株洲412002 陆军航空兵学院北京101121

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在... 详细信息

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在空气中进行氧化实验,采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线光电子能谱分析仪对试样的表面形貌、氧化物组成进行分析,系统研究了TNM合金在不同温度、不同时间热暴露条件下的氧化规律.结果表明,在700℃和760℃下,TNM合金抗氧化级别分别为完全抗氧化和抗氧化等级.700℃下,TNM合金在氧化初期先生成TiO_(2),随后Al_(2)O_(3)逐渐增加,直至覆盖整个样品,在氧化进行200 h时,表面生成的氧化物主要为Al_(2)O_(3),含有少量的MoO_(2)、MoO_(3),能保持较好的抗氧化性;760℃条件下,合金在氧化初期即形成不稳定的Al的氧化物与Ti的氧化物,表面生成的氧化物主要为TiO_(2)和少量的MoO_(2)、MoO_(3)与MoO_(x)的氧化物.

关键词：钛铝合金高温氧化 X射线光电子能谱氧化行为氧化物

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北半球夏季急流遥相关:进展与展望

大气科学 2024年第1期48卷 287-304页

作者：王林徐霈强中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029

急流遥相关是沿急流波导传播的准静止行星尺度波列,在大气环流的维持和演变中有重要作用,其异常活动常伴随极端天气气候事件的发生。研究急流遥相关在不同时间尺度的变异特征和机理不仅可以加深对大气环流变化规律的理解,还可以为相应... 详细信息

急流遥相关是沿急流波导传播的准静止行星尺度波列,在大气环流的维持和演变中有重要作用,其异常活动常伴随极端天气气候事件的发生。研究急流遥相关在不同时间尺度的变异特征和机理不仅可以加深对大气环流变化规律的理解,还可以为相应时间尺度上的天气预报、气候预测乃至气候预估提供科学依据。根据波导的性质,北半球夏季的急流波导可以分为以正压效应为主要维持机制的副热带急流波导和以斜压效应为维持机制的极锋急流波导。本文聚焦夏季急流遥相关活动最为活跃的欧亚大陆地区,在回顾急流遥相关理论的基础上,简要总结了近年来关于夏季副热带急流遥相关和极锋急流遥相关的形成条件、动力机制、气候影响和未来变化的研究进展,并展望了一些未来值得继续深入研究的问题。

关键词：急流大气波导大气遥相关行星波波流相互作用

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分布式电推进系统飞/发一体化性能分析

航空动力学报 2024年第7期39卷 103-115页

作者：王笑晨陈玉春贾琳渊西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

为探究涡轮-电分布式推进(turbo-electric distributed propulsion,TeDP)系统的性能方案对飞机任务油耗的影响,建立了推进系统的性能模型和飞/发一体化评估模型.以150座商用客机为例,研究了推进系统设计参数对飞机质量、油耗的影响,并... 详细信息

为探究涡轮-电分布式推进(turbo-electric distributed propulsion,TeDP)系统的性能方案对飞机任务油耗的影响,建立了推进系统的性能模型和飞/发一体化评估模型.以150座商用客机为例,研究了推进系统设计参数对飞机质量、油耗的影响,并分析了不同电池放电策略能够带来的收益和负面影响.结果表明:燃气涡轮发动机的涡轮前温度和电力系统的相对额定功率均存在使任务油耗最低的最优值;电池的能量应优先用于在负载端无法满载工作时提供功率补充,该放电策略在电池能量密度超过400 Wh/kg时就能实现任务油耗的降低.本文建立的飞/发一体化设计方法可为涡轮-电分布式推进系统的综合优化设计提供参考.

关键词：分布式推进混合动力飞/发一体化油耗评估性能分析

基于高频变极性电流源的交叉耦合电弧焊摆动行为抑制

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焊接学报 2024年第9期45卷 23-29,41页

作者：赵红雁吕涛余悦张景璋张国凯陈树君北京工业大学智能成型装备与系统研究所北京100124

交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象... 详细信息

交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象,使各个电弧之间的热力分配不平衡,传热、传质解耦不彻底.在增材制造应用中,会面临熔滴落点位置不可控、成型精度低等问题,为了解决主电弧的摆动问题,设计开发了旁路电弧为高频变极性电弧的交叉耦合电弧焊接热源.试验结果表明,这种焊接热源可以通过提高旁路电弧的变极性频率,有效地抑制主电弧的摆动行为,进一步实现交叉电弧中填充焊丝熔化速率与工件热输入之间的传热解耦,同时,抑制主电弧摆动后的现象表现为主电弧高频小幅度振动,理论上可以实现对熔池的搅拌作用,利于枝晶破碎、促进焊缝晶粒细化.

关键词：交叉耦合电弧电弧摆动高频变极性电弧传热解耦

带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法

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航空动力学报 2024年第9期39卷 47-58页

作者：王瑞廖明夫程荣辉丛佩红雷新亮西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500

为解决航空发动机双转子系统无法避开临界转速的问题,建立带中介轴承的双转子系统模型,考虑不平衡敏感度、阻尼器效果和中介轴承载荷影响,构建低压激励模态可容度评价函数和高压激励模态可容度评价函数,确定双转子“可容模态”优化设计... 详细信息

为解决航空发动机双转子系统无法避开临界转速的问题,建立带中介轴承的双转子系统模型,考虑不平衡敏感度、阻尼器效果和中介轴承载荷影响,构建低压激励模态可容度评价函数和高压激励模态可容度评价函数,确定双转子“可容模态”优化设计目标函数和约束条件,建立了带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法。研究发现,采用“可容模态”优化设计方法,与传统的“临界转速裕度”准则设计相比,带中介轴承的双转子系统轮盘最大振幅减小39.83%,轴系总质量减轻2.32%,支承外传力减小64.98%,表明所建立的带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法是有效的。

关键词：航空发动机中介轴承双转子系统可容模态优化设计

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一种面向嵌入式操作系统的形式化验证方法

华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期 1-17页

作者：王阳方竟成蔡雄张志鹏蔡喁缪炜恺中国航发控制系统研究所江苏无锡214063 华东师范大学软件工程学院上海200062 上海工业控制安全创新科技有限公司可信软件创新研究院上海200333

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.... 详细信息

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.一直以来,如何保障操作系统的安全性和可靠性对学术界和工业界都是一个重大挑战.目前验证操作系统安全性的方法有软件测试、程序静态分析、形式化方法等.其中,形式化方法是最有潜力确保操作系统安全可信的方法,通过使用形式化方法,建立数学模型并进行系统的形式化分析和验证,从而发现潜在的错误和漏洞.在操作系统中,形式化方法可以用于验证操作系统的功能正确性、完整性以及系统安全性等.在已有的针对操作系统形式化验证的成果基础上,提出了一个面向嵌入式操作系统的形式化验证方案,采用VCC(verified C compiler)、CBMC(C bounded model checker)以及PAT(process analysis toolkit)工具分别对操作系统单元层面、模块层面和系统层面进行验证.该方法已成功应用到某操作系统的任务调度架构案例中,对于嵌入式操作系统的分析验证具有一定的通用性。

关键词：嵌入式操作系统形式化验证 VCC CBMC PAT

基于改进粒子群算法的直升机动力涡轮转子系统优化方法

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航空学报 2024年第1期45卷 235-251页

作者：王四季张羽薇黄开明吕彪赵海凤王虎廖明夫西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航发湖南动力机械研究所株洲412002

针对直升机动力涡轮转子变转速工作范围增大、临界转速难布局、转子弯曲模态振动控制困难的问题,提出一种基于改进粒子群算法的动力涡轮转子系统优化方法。采用有限元法,建立变转速涡轴发动机转子系统动力学模型,分析动力涡轮转子的动... 详细信息

针对直升机动力涡轮转子变转速工作范围增大、临界转速难布局、转子弯曲模态振动控制困难的问题,提出一种基于改进粒子群算法的动力涡轮转子系统优化方法。采用有限元法,建立变转速涡轴发动机转子系统动力学模型,分析动力涡轮转子的动力学特性。基于改进粒子群优化算法,提出直升机动力涡轮转子系统的动力学优化设计目标,系统性地建立变转速动力涡轮转子系统优化设计流程。搭建了模拟转子实验系统,完成优化前后的对比测试实验。实验结果表明,优化方案下转子振动幅值相比原方案下降73.5%,能够实现的稳定变转速工作范围由77.5%~100%最高工作转速扩大为55%~100%最高工作转速,验证了所建立的动力学优化设计方法的有效性,为发动机动力涡轮转子系统设计提供了参考。

关键词：直升机变转速动力涡轮改进粒子群优化算法有限元法动力学优化设计

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宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 300-307页

作者：蓝士祺李俊吴凡闫博苏政澄岳亚洲中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所西安710065

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全... 详细信息

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全宽约为谐振腔光谱曲线的1/2和2倍。其次,基于宽谱RFOG光场理论模型,分析了耦合器交叉耦合系数、附加损耗和谐振腔腔长等谐振腔关键光学参数对陀螺精细度和极限灵敏度的影响。最后,实验验证了谐振特性理论分析的正确性,并通过优化谐振腔参数实现陀螺零偏不稳定性0.059°/h,对谐振式光纤陀螺工程设计具有理论指导意义。

关键词：谐振式光纤陀螺宽谱光源谐振特性光纤谐振腔

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舰用燃气轮机油封装置设计及仿真验证

航空发动机 2024年第3期50卷 142-147页

作者：乔木宋志佳刘旭峰耿金嵩黄新禹周易中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

为了满足不同型号舰用燃气轮机燃油系统及滑油系统的油封需求,设计了一种通用型舰用燃气轮机油封装置。通过更换不同接口型式的供油软管即可实现对不同型号燃气轮机运转或非运转状态下的内部油封。采用理论计算和数值仿真2种方法,分别... 详细信息

为了满足不同型号舰用燃气轮机燃油系统及滑油系统的油封需求,设计了一种通用型舰用燃气轮机油封装置。通过更换不同接口型式的供油软管即可实现对不同型号燃气轮机运转或非运转状态下的内部油封。采用理论计算和数值仿真2种方法,分别评估了电加热器将160 L滑油从常温加热至脱水温度的时间,其中,数值仿真的边界条件设置与实际工况更接近,可以代表实际的加热时间。结果表明:采用理论计算和数值仿真方法得到的加热时间为分别为1800、1918 s,二者仅相差118 s(约6.56%),较为吻合,验证了采用理论计算进行电加热器设计选型的有效性;设计的油封装置自动化程度高,可实现循环过滤、加热脱水、冷却保温及油封的一键操作,缩短油封准备时间,极大提高油封效率,同时保证了燃气轮机油封效果,显著延长贮存时间。

关键词：油封装置数值仿真燃油系统滑油系统舰用燃气轮机