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国家自然科学基金新增代码“航空航天力学”内涵及重要研究领域

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航空学报 2024年第2期45卷 19-27页

作者：陈猛刘汝盟王立峰罗亚中索涛潘翀张攀峰董国轩胡海岩国家自然科学基金委员会数学物理科学部北京100085 南京航空航天大学航空学院南京210016 国防科技大学空天科学学院长沙410073 西北工业大学航空学院西安710072 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京理工大学宇航学院北京100081

随着航空航天的发展,空天融合、高超声速飞行对力学提出了新的挑战和基础科学问题,为加强力学面向国家重大需求开展目标导向的基础研究,在国家自然科学基金力学学科“十四五”发展规划战略研究专家组的建议下,国家自然科学基金委员会在... 详细信息

随着航空航天的发展,空天融合、高超声速飞行对力学提出了新的挑战和基础科学问题,为加强力学面向国家重大需求开展目标导向的基础研究,在国家自然科学基金力学学科“十四五”发展规划战略研究专家组的建议下,国家自然科学基金委员会在数学物理科学部力学学科新增了“航空航天力学”一级申请代码。本文简要介绍了“航空航天力学”申请代码设置的背景和过程,着重对资助内涵与范畴以及重要的研究领域进行阐述,希望帮助相关领域科研人员了解航空航天力学代码设置情况以及需要关注的研究领域和方向,以便根据航空航天力学下设二级代码和研究方向,及时更新自然科学基金信息系统中个人研究领域并进行项目申请。

关键词：国家自然科学基金航空航天力学申请代码国家重大需求二级代码

逆变器供电下混合磁芯爪极永磁电机的多物理场耦合分析

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电工技术学报 2024年

作者：刘成成杜汉东雷刚汪友华朱建国省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学电气工程学院国网唐山供电公司悉尼科技大学电气与数据工程学院悉尼大学电气与信息工程学院

与传统的软磁复合材料(Soft Magnetic Composite， SMC)磁芯爪极电机相比，采用混合磁芯能够有效的降低制造成本，为了更全面的分析混合磁芯对爪极电机性能的影响，本文对比分析了逆变器供电和理想正弦电流源供电两种情况下电机的电磁... 详细信息

与传统的软磁复合材料(Soft Magnetic Composite， SMC)磁芯爪极电机相比，采用混合磁芯能够有效的降低制造成本，为了更全面的分析混合磁芯对爪极电机性能的影响，本文对比分析了逆变器供电和理想正弦电流源供电两种情况下电机的电磁性能和损耗；然后，以电磁分析的结果为基础，通过磁热双向耦合的方法分析了供电方式对电机温升的影响；最后，从电磁场、温度场、应力场等多个角度，对混合磁芯电机与SMC磁芯电机进行了对比，并通过样机实验对仿真结果进行了验证。结果表明，逆变器供电的会导致混合磁芯电机的铁耗和永磁体涡流损耗明显增大，但是对电机温度没有显著影响。同时，比起SMC磁芯电机，混合磁芯电机在低速下具有更好的性能表现，还具有更高的机械强度和更低的成本。

关键词：爪极电机软磁复合材料混合磁芯场路耦合磁热耦合

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反应扩散模型在图灵斑图中的应用及数值模拟

物理学报 2018年第5期67卷 45-53页

作者：张荣培王震王语韩子健沈阳师范大学数学与系统科学学院沈阳110034 山东科技大学数学与系统科学学院青岛266590

反应扩散方程模型常被用于描述生物学中斑图的形成.从反应扩散模型出发,理论推导得到GiererMeinhardt模型的斑图形成机理,解释了非线性常微分方程系统的稳定常数平衡态在加入扩散项后会发生失稳并产生图灵斑图的过程.通过计算该模型,得... 详细信息

反应扩散方程模型常被用于描述生物学中斑图的形成.从反应扩散模型出发,理论推导得到GiererMeinhardt模型的斑图形成机理,解释了非线性常微分方程系统的稳定常数平衡态在加入扩散项后会发生失稳并产生图灵斑图的过程.通过计算该模型,得到图灵斑图产生的参数条件.数值方法中采用一类有效的高精度数值格式,即在空间离散条件下采用Chebyshev谱配置方法,在时间离散条件下采用紧致隐积分因子方法.该方法结合了谱方法和紧致隐积分因子方法的优点,具有精度高、稳定性好、存储量小等优点.数值模拟表明,在其他条件一定的情况下,系统控制参数κ取不同值对于斑图的产生具有重要的影响,数值结果验证了理论结果.

关键词：反应扩散方程 Gierer-Meinhardt模型图灵斑图 Chebyshev谱方法

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圆形平顶部分相干光束的模式分解及相干度

中国激光 2024年

作者：唐健豪张笑琪张艳丽张国文王瑞峰陈子昂朱健强中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室上海科技大学物质科学与技术学院

光强平顶分布的多横模激光在工业领域有很多应用需求，且有可能由激光器直接产生，因此对平顶光强部分相干光束(FTIPCB)进行模式分解有重要的实用价值。本文将一维平顶光强光束的厄米—高斯模式分解方法扩展到圆形FTIPCB，给出了圆形FTI... 详细信息

光强平顶分布的多横模激光在工业领域有很多应用需求，且有可能由激光器直接产生，因此对平顶光强部分相干光束(FTIPCB)进行模式分解有重要的实用价值。本文将一维平顶光强光束的厄米—高斯模式分解方法扩展到圆形FTIPCB，给出了圆形FTIPCB模式权重的数学推导过程。研究了圆形FTIPCB的M2因子与模式权重的关系；根据模式权重计算了圆形FTIPCB的空间相干度，揭示了圆形FTIPCB的非均匀关联特性。基于部分相干光束传输规律，计算了与圆形FTIPCB有相同近场及远场光强分布的均匀关联部分相干光的相干函数，与圆形FTIPCB的相干函数进行对比，发现均匀关联部分相干光的空间相干长度大于圆形FTIPCB的空间相干长度。

关键词：激光光学平顶光强部分相干光束模式分解模式权重

利用GNSS折射测量技术反演小麦体积含水量

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 27-36页

作者：徐天河李云伟山东大学空间科学与物理学院山东威海264200

小麦体积含水量是表征小麦生理状态、影响小麦产量的重要参数,传统的测量手段如人工采样烘干、卫星遥感等,难以实现小麦体积含水量的连续、动态、高精度监测,由此提出了一种利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GN... 详细信息

小麦体积含水量是表征小麦生理状态、影响小麦产量的重要参数,传统的测量手段如人工采样烘干、卫星遥感等,难以实现小麦体积含水量的连续、动态、高精度监测,由此提出了一种利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)折射测量技术反演小麦体积含水量的方法。首先,使用两组GNSS天线同时接收直射信号和穿透小麦植株层的折射信号,利用两信号的振幅比表示折射信号的衰减程度;然后,基于电磁波传播理论,建立了GNSS直射、折射信号的物理模型,并在此基础上导出小麦体积含水量、振幅比、小麦高度、气温的函数关系,进而构建了反演小麦体积含水量的数学模型。利用导航型GNSS设备采集的数据对所提方法进行了验证,结果表明,在小麦拔节期、抽穗期和成熟期,该方法反演的小麦含水量与人工实测数据符合较好;当小麦含水量在1~7 kg/m^(3)范围内时,反演结果的平均误差、标准差和均方根误差分别为0.058 kg/m^(3)、0.396 kg/m^(3)、0.399 kg/m^(3)。研究结果证明了利用导航型GNSS接收机准确获取植被含水量动态变化信息的可行性,为低成本、低功耗、小型化GNSS植被含水量监测设备的研制奠定了基础。

关键词： GNSS折射测量技术小麦体积含水量折射信号信噪比振幅比

考虑结构面震动劣化效应的岩质边坡块体动力稳定性评价

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土木工程学报 2024年第1期57卷 97-110页

作者：高丙丽刘拴任建喜蔡智云张金厚张路青西安科技大学陕西西安710054 中国电建西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

为解决岩质边坡块体在地震作用下的动力稳定性评价问题,基于结构面的循环剪切数值试验研究结构面的震动劣化效应,从而构建结构面震动劣化数学模型;结合坐标投影原理提出考虑结构面强度震动劣化效应的块体动力稳定性系数计算方法;基于数... 详细信息

为解决岩质边坡块体在地震作用下的动力稳定性评价问题,基于结构面的循环剪切数值试验研究结构面的震动劣化效应,从而构建结构面震动劣化数学模型;结合坐标投影原理提出考虑结构面强度震动劣化效应的块体动力稳定性系数计算方法;基于数值分析法研究地震波波动特性对岩质边坡块体稳定性的影响,并进一步基于突变理论提出位移动力响应放大系数突变判据,最后形成一套以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数共同评价块体动力稳定性的评价体系,拓展地震作用下块体动力稳定性评价新思路。研究表明,结构面震动劣化效应不仅受循环剪切幅值、循环剪切次数及相对运动速度影响,还与起伏角度密切相关;通过算例证实了考虑结构面震动劣化的块体动力稳定性系数计算方法的准确性,所提出的以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数的共同评价体系更加安全可靠,将促进块体动力稳定性理论的发展,对边坡地质灾害的防治具有重要的科学意义和应用价值。

关键词：结构面震动劣化岩质边坡块体坐标投影失稳判据动力稳定性评价

μHT-1推力器工作参数宽范围调节下束流特性实验研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：黄丹龙建飞成烨王嘉彬徐禄祥杨威国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院中国科学院大学重庆科技学院电气工程学院国科大杭州高等研究院浙江省引力波精密测量重点实验室中国科学院国家空间科学中心国科大杭州高等研究院引力波太极实验室(杭州)

面向空间引力波探测任务需求，设计了瓦级微功率霍尔推力器μHT-1，并首次对该推力器的束流特性进行实验研究。采用法拉第探针结合三维移动机构进行诊断，获取阳极电压700～1200 V、阳极工质流量0.1～0.5 sccm宽范围工况下束流离子电流... 详细信息

面向空间引力波探测任务需求，设计了瓦级微功率霍尔推力器μHT-1，并首次对该推力器的束流特性进行实验研究。采用法拉第探针结合三维移动机构进行诊断，获取阳极电压700～1200 V、阳极工质流量0.1～0.5 sccm宽范围工况下束流离子电流密度分布，并进一步分析总束流值、阳极电流、电流利用率、发散角等参数变化趋势。测试结果表明：μHT-1推力器可在宽范围工况下稳定工作，束流呈现出较好的轴对称分布特性；离子电流密度沿轴向逐渐减小，沿径向双极扩散；阳极电压和阳极工质流量分别通过影响电子平均温度和通道中性原子密度分布的方式，使得电流利用率与发散角呈现出增长的趋势；推力器总束流与阳极工质流量、阳极电压均呈现线性增长特性。

关键词：微功率霍尔推力器束流特性离子电流密度等离子体诊断实验研究

面向TSN工控系统安全策略生成与优化的数字孪生框架

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系统仿真学报 2024年

作者：张会迈胡晓娅周纯杰华中科技大学人工智能与自动化学院华中科技大学网络空间安全学院

安全策略决策是工控系统动态安全防护中的关键一环，现有的安全策略决策方法依赖精确的决策模型，一旦无法保证决策模型的准确性，策略对实际系统的适用性、与系统实时运行情况之间的协调关系将无法保证。TSN工控系统多业务流融合的特... 详细信息

安全策略决策是工控系统动态安全防护中的关键一环，现有的安全策略决策方法依赖精确的决策模型，一旦无法保证决策模型的准确性，策略对实际系统的适用性、与系统实时运行情况之间的协调关系将无法保证。TSN工控系统多业务流融合的特点使得建立精确的数学模型非常困难，为保证安全策略与系统实时运行的协调，提出一种服务于安全策略生成与优化的“物理层-数据层-孪生层-服务层”四层双闭环数字孪生框架。通过服务层的初步安全策略生成与孪生层的部署验证间迭代优化构成的内闭环，实现最优安全策略生成；通过物理层与孪生体间构成的外闭环，实现安全策略动态调整。最后将工业领域控制器和电机间的确定性通信过程作为实验对象，验证了提出框架的有效性。

关键词：数字孪生框架 TSN工控系统安全策略决策自适应优化建模与仿真

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自适应多保真数据融合的神经网络模型

气体物理 2024年第4期9卷 1-8页

作者：陈柏宁谢芳芳孟旭辉华中科技大学数学与统计学院数学与应用学科交叉创新研究院湖北武汉430074 浙江大学航空航天学院浙江杭州310027

数据驱动的深度学习建模在力学、材料等不同学科中得到了较多应用。深度学习建模的精度依赖大量高保真数据。在实际应用中,高保真数据往往是少量且昂贵的,而低保真数据却是成本低廉且数量较多的。当高保真数据量过少时,深度学习建模精... 详细信息

数据驱动的深度学习建模在力学、材料等不同学科中得到了较多应用。深度学习建模的精度依赖大量高保真数据。在实际应用中,高保真数据往往是少量且昂贵的,而低保真数据却是成本低廉且数量较多的。当高保真数据量过少时,深度学习建模精度较低。近期发展的多保真深度神经网络,通过融合不同保真度的数据,在高保真数据较少时,依然保持了较高的建模精度。然而,已有的多保真深度神经网络模型的精度较为依赖针对模型参数的正则化调节。当添加的正则化过强时,网络对非线性关联式的拟合能力不足;当添加的正则化强度不够时,在学习多保真数据间的线性关联关系时又会出现过拟合现象。两者都会严重影响模型的预测精度。在缺乏高保真验证数据集时,较难得到最优的正则化系数。为此,通过改进已有多保真网络模型的损失函数,引入一个与线性关联式相关的参数,提出了自适应多保真数据融合的神经网络模型。该模型能根据给定数据自适应地拟合不同保真度数据间的线性或非线性关系,对正则化依赖较小,从而提高了建模的鲁棒性。在多个标准测试案例及实际应用的翼型气动参数的预测中,该模型均能表现出较高的精度和稳定性。

关键词：深度学习多保真深度神经网络多保真建模自适应多保真数据融合的神经网络模型气动分布