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远距离逆行轨道的近距离编队轨道保持策略

航空学报 2024年

作者：敖海跃杨驰航石玉张皓中国科学院空间应用工程与技术中心中国科学院大学航空宇航学院北京控制工程研究所

远距离逆行轨道（DRO）是地月空间中一族大尺度、绕月逆行的周期轨道，由于具有长期稳定和低能转移的优势，其已成为许多地月空间任务的潜在轨道。研究DRO上的近距离编队技术对于地月空间在轨服务等任务具有重要意义。由于导航误差和控... 详细信息

远距离逆行轨道（DRO）是地月空间中一族大尺度、绕月逆行的周期轨道，由于具有长期稳定和低能转移的优势，其已成为许多地月空间任务的潜在轨道。研究DRO上的近距离编队技术对于地月空间在轨服务等任务具有重要意义。由于导航误差和控制误差的存在，因此有必要研究DRO近距离相对运动的误差演化，并进行轨道保持策略的设计。首先，介绍了通过Floquet分解得到的DRO线性化相对运动的基础解集。然后，针对以周期解为基础的伴飞编队，分别采用柯西-格林张量和无迹变换对DRO伴飞编队进行了敏感性和安全性的分析，基于这些分析并且考虑工程约束，发现机动频率为每个周期2次且机动位置位于两个近月点处是较优的轨道保持方案。之后，分别基于相对轨迹跟踪和绝对相位偏置的思想给出了两种轨道保持算法。仿真结果显示，两种算法都能保证DRO近距离编队保持长期的安全性以及合理的构型。

关键词：远距离逆行轨道圆型限制性三体问题相对运动误差演化轨道保持

基于深度神经网络和光度序列数据的卫星平台分类识别方法研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈浩刘通张延鑫北京跟踪与通信技术研究所中国科学院空间应用工程与技术中心

空间目标的光度序列数据与目标的形状、尺寸、材质和运动等特性信息紧密相关，为了利用光度序列数据反演卫星平台的类别，提出了基于深度神经网络和光度序列数据的卫星平台分类识别方法。对用于神经网络训练的光度序列数据进行了距离修... 详细信息

空间目标的光度序列数据与目标的形状、尺寸、材质和运动等特性信息紧密相关，为了利用光度序列数据反演卫星平台的类别，提出了基于深度神经网络和光度序列数据的卫星平台分类识别方法。对用于神经网络训练的光度序列数据进行了距离修正、相位角修正、平滑滤波和插值等预处理分析。构建了可以同时提取空间目标时序特征和空间特征的卷积LSTM网络，对火箭、铱星、GlobalStar卫星和空间碎片4类目标分类平均正确率为73.80%，优于卷积神经网络的平均值70.43%。仿真了BY、DMSP、FIA、GSSAP等7类卫星平台的光度序列数据，并进行深度神经网络扩展验证，得到的卫星平台分类正确率大幅度提升至超过90%。

关键词：卫星平台分类光度序列数据 LSTM网络卷积神经网络

基于DWT的天宫二号三维成像雷达高度计陆表水体图像融合研究

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遥感技术与应用 2024年第3期39卷 579-589页

作者：程玉张云华李东董晓石晓进杨杰芳康雪艳翟文帅中国科学院国家空间科学中心中国科学院微波遥感技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

陆表水体是人类赖以生存的重要资源。天宫二号三维成像雷达高度计(TG2-InIRA)在国际上首次采用小入射角、短基线雷达干涉测量技术获取地球海洋和陆表水体的准镜面反射信息,克服了传统星载雷达高度计和星载合成孔径雷达不能获取宽刈幅水... 详细信息

陆表水体是人类赖以生存的重要资源。天宫二号三维成像雷达高度计(TG2-InIRA)在国际上首次采用小入射角、短基线雷达干涉测量技术获取地球海洋和陆表水体的准镜面反射信息,克服了传统星载雷达高度计和星载合成孔径雷达不能获取宽刈幅水体高度的不足。然而在小入射角情况下水体散射易受观测角度变化的影响,且水体在不同气象条件下表面粗糙度的变化容易导致雷达影像呈现较大差异,因此开展多角度、多时相TG2-InIRA水体图像融合对于全面了解陆表水体真实状态十分重要。研究提出了一种基于离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)的TG2-InIRA雷达图像融合方法,DWT旨在将待融合雷达图像分解为低频子图像和高频子图像。陆表水体在形态学上呈现出极大的多样性,这些在频域表现为丰富的低频和高频特征,对其融合需采用不同的策略。具体地,低频方面,提出了一种基于Canny算子的融合规则,突出江河、湖泊等大型水体宏观特征;高频方面,发展出了一种基于局部对比度的融合规则,突出细小水体及水体边缘等微观特征。在长江流域安庆地区多角度、多时相TG2-InIRA雷达图像上与加权平均以及基于Laplacian金字塔、Nonsubsampled Contourlet变换和DWT的几种常用经典融合方法所做的对比实验表明,所提方法在清晰度、交叉熵等评价指标上均有明显提升,基于融合结果所开展的图像分割实验进一步展示了所提方法在提取水体的精细度和完整性方面的良好性能。

关键词：陆表水体图像融合三维成像雷达高度计离散小波变换雷达图像处理

离子液体[Bmim][BF_(4)]与氧化苯乙烯分子间相互作用及催化机理的和频振动光谱研究

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 420-428,I0088-I0098,I0105页

作者：孟杜娟韩琳玉刘彩合张悦凝秦绪金白羽郭源张贞中国科学院化学研究所中国科学院分子科学科教融合卓越创新中心北京分子科学国家研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049

离子液体作为多用途的反应介质和催化剂,在绿色化学和可持续化学领域引起了广泛的关注.本文采用和频产生振动光谱技术,深入研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_(4)])与苯乙烯氧化物(SO)在空气/液体界面上的相互作用:在1000~37... 详细信息

离子液体作为多用途的反应介质和催化剂,在绿色化学和可持续化学领域引起了广泛的关注.本文采用和频产生振动光谱技术,深入研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_(4)])与苯乙烯氧化物(SO)在空气/液体界面上的相互作用:在1000~3700cm^(-1)的光谱范围内,仅观察到了体系中碳氢键的振动模式.值得注意的是,研究发现苯乙烯氧化物的环氧环的取向是朝向体相的,而阳离子的咪唑环上的三个碳氢基则平行于界面表面,因此,在该体系中并未观察到阳离子与苯乙烯氧化物之间的相互作用.然而,在C-H键的振动谱中,发现CH(SO)和CH_(3)(阳离子)的振动光谱峰发生蓝移,这证明了阴离子BF4与环氧环上的CH_(2)基团之间存在相互作用,这种相互作用证实了离子液体首先催化苯乙烯氧化物并随后与CO_(2)反应的反应机制.本研究为反应界面的分子间相互作用和分子取向提供了重要的见解.

关键词：和频振动光谱离子液体分子间相互作用催化机理

TC19合金铸锭中Zr、Mo元素的宏观偏析行为

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金属学报 2024年第7期60卷 869-880页

作者：朱绍祥王清江刘建荣陈志勇中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

为了提高航空发动机转动件用高温钛合金铸锭的成分均匀性,本工作研究了真空自耗电弧熔炼(VAR) TC19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,质量分数,%)合金工业化铸锭中合金元素的宏观偏析行为,运用定向凝固技术分析了合金元素的偏析机制。结果表明,Al... 详细信息

为了提高航空发动机转动件用高温钛合金铸锭的成分均匀性,本工作研究了真空自耗电弧熔炼(VAR) TC19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,质量分数,%)合金工业化铸锭中合金元素的宏观偏析行为,运用定向凝固技术分析了合金元素的偏析机制。结果表明,Al、Sn元素无明显宏观偏析,Zr、Mo元素存在宏观偏析。Zr元素在铸锭中心等轴晶区含量低,顶部冒口区含量高;Mo元素分布与Zr的分布趋势相反。Zr、Mo元素偏析与铸锭凝固组织相对应。凝固速率差异是造成Zr、Mo元素宏观偏析的主要原因;表面细晶区和柱状晶区由于较快的凝固速率,元素来不及再分配,基本保留液相的均匀成分;铸锭心部等轴晶区由于其较低的凝固速率和温度梯度,固/液界面呈平面或胞状,有利于元素在固/液界面充分再分配,使得凝固分配系数小于1的正偏析元素Zr在液相中的浓度大于固相,随凝固过程沿铸锭心部向冒口方向逐渐增加;凝固分配系数大于1的负偏析元素Mo在液相中的浓度小于固相,沿铸锭心部向冒口方向逐渐减少。液固两相的密度差造成等轴晶沉降及浮力促进了元素的宏观偏析。电磁搅拌产生的Lorentz力是熔池流动的主要驱动力,使熔池产生环轴向流场,与浮力产生的密度流和自感Lorentz力产生的环流相互作用,可降低溶质元素宏观偏析。

关键词： TC19合金真空自耗电弧熔炼宏观偏析定向凝固电磁搅拌

NDN-AdHoc网络中基于多属性决策的可靠转发策略

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通信学报 2024年第5期45卷 151-164页

作者：韩江萍汪浩东杨佳宇薛开平李健中国科学技术大学网络空间安全学院安徽合肥230027 中国科学技术大学信息科学技术学院安徽合肥230027

为了应对传统自组织网络高度动态拓扑、短寿命连接等特性导致的传输失效问题,基于命名数据网络(NDN)架构,设计了一种联合链路稳定性和内容可达性的可靠转发(RF-LSCA)策略。该策略基于多属性决策方法,综合考虑链路持续时间、节点间距离... 详细信息

为了应对传统自组织网络高度动态拓扑、短寿命连接等特性导致的传输失效问题,基于命名数据网络(NDN)架构,设计了一种联合链路稳定性和内容可达性的可靠转发(RF-LSCA)策略。该策略基于多属性决策方法,综合考虑链路持续时间、节点间距离和内容可达性3个关键属性,从而更加精确地选择最优转发节点,提升了内容传输性能;此外,鉴于单一最优路径可能存在的不稳定性,该策略进一步将决策模型与概率转发思想相结合,设计了兼具低开销与高可靠性的冗余转发机制。这一设计充分利用了NDN的多路径特性,以保障移动环境下的内容传输性能。通过仿真实验验证,所提RF-LSCA在内容获取平均时延、平均跳数、内容满足率等多个关键性能指标上优于现有策略,充分证明了其在提高NDN-AdHoc网络传输效率方面的优越性。

关键词：命名数据网络转发策略多属性决策概率转发

一种第三代单晶高温合金的组织稳定性与持久性能

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金属学报 2024年第6期60卷 770-776页

作者：刘金来孙晶霞孟杰李金国中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

针对第三代单晶高温合金研制过程中析出少量拓扑密排相(TCP相)和中温性能偏低的问题,采用电子空位数计算,确定了对合金组织稳定性影响最显著的元素为Al,通过将Al含量降低0.4%,合金在1100℃、1000 h长期时效后完全无TCP相析出,实现了合... 详细信息

针对第三代单晶高温合金研制过程中析出少量拓扑密排相(TCP相)和中温性能偏低的问题,采用电子空位数计算,确定了对合金组织稳定性影响最显著的元素为Al,通过将Al含量降低0.4%,合金在1100℃、1000 h长期时效后完全无TCP相析出,实现了合金良好的组织稳定性。根据中温变形机制,认为合金中温持久性能偏低的原因为合金层错能偏低。确定合金成分的优化方案为在Al含量降低0.4%的基础上,少量降低Re和Co的含量以提高合金的层错能,通过将Re和Co含量分别降低0.25%和1%,合金在760℃、800 MPa的持久寿命由40 h提高到150 h,且合金的高温持久性能保持不变。在此基础上,确定了组织稳定且中/高温性能平衡的一种第三代单晶合金的最佳成分,并讨论了稳定合金组织和提高中温蠕变性能的原因。

关键词：第三代单晶高温合金组织稳定性持久性能 Re 变形机制

Ga添加对304L不锈钢力学性能和抗菌性能的影响

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金属学报 2024年第7期60卷 890-900页

作者：孟玉佳席通杨春光赵金龙张新蕊于英杰杨柯中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初... 详细信息

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初步探讨了304L-Ga不锈钢的抗菌机理。结果表明,经过固溶处理后,Ga添加使不锈钢的屈服强度和伸长率提高,抗拉强度和硬度降低,同时因其固溶作用使不锈钢晶格常数增大。304L-Ga不锈钢具有优异的抗菌性,钝化膜表面释放的Ga^(3+)引起细菌中活性氧(ROS)的高表达,导致氧化应激和杀菌作用。接触杀菌为304L-Ga不锈钢的杀菌机制之一,细菌与不锈钢充分接触,使细菌体内的质子(H+)与不锈钢表面所释放电子发生耗尽反应,促进不锈钢表面Ga的溶解。同时,在质子消耗反应中产生额外的ROS,进一步增强了材料的抗菌效果。

关键词：含Ga不锈钢微观组织力学性能接触抗菌

EAST装置上电子回旋辐射成像诊断系统的绝对标定方法

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物理学报 2024年第13期73卷 220-228页

作者：裴柏杨庄革谢锦林周乙楠中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本... 详细信息

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本文通过衡量锯齿崩塌前后的温度变化来确定锯齿反转面空间位置,并基于反转面拟合芯部的磁面位置及形状.根据等离子体平衡时同一磁面对映同一温度的假设,对ECEI所有通道进行标定,结果表明ECEI与一维电子回旋辐射仪(ECE)在测量同一位置的等离子体温度时,其不同时间信号的平均值的相对误差为6%,并可以有效用于锯齿不稳定性的研究.

关键词：等离子体诊断标定锯齿电子回旋辐射成像