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高能量密度及高功率特性锂一次电池研究进展

化工进展 2024年

作者：代化吴军周章华张斌中国船舶集团有限公司第712研究所

随着应用需求发展和装备技术升级，现有商业化锂一次电池已不能满足低成本、高能量密度及高功率应用需求。高能量密度及高功率特性“双高”锂一次电池研究是目前面临的技术难题，需要在现有基础上大力开展锂一次电池性能提升研究，同时... 详细信息

随着应用需求发展和装备技术升级，现有商业化锂一次电池已不能满足低成本、高能量密度及高功率应用需求。高能量密度及高功率特性“双高”锂一次电池研究是目前面临的技术难题，需要在现有基础上大力开展锂一次电池性能提升研究，同时寻找新的锂一次电池体系。鉴于此，综述了基于低成本、高能量密度新体系锂/硫一次电池及有机正极材料锂一次电池的研究进展。同时，基于现有锂/二氧化锰、锂/氟化碳等电池体系，综述了通过材料纳米化、表面处理及工艺优化设计等多种手段提升其功率特性的研究进展，并对高功率新体系锂/铬氧化物、脱锂态钴酸锂正极锂一次电池的研究进展进行了综述。最后，对后续发展进行了展望，对现有电池体系的深入研究挖掘出电池高功率特性潜力，新体系锂电池的研究为得到高能量密度和高功率特性锂一次电池提供了新的可能性。

关键词：锂一次电池高能量密度高功率特性有机化合物纳米材料优化设计

在室温和液氮温度Ti-Al-Fe合金的拉伸行为及其变形机理

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材料研究学报 2024年第3期38卷 232-240页

作者：尹艳超吕逸帆刘千里许亚利蒋鹏余巍中国船舶集团有限公司第七二五研究所洛阳471023

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在2... 详细信息

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在25℃拉伸塑性变形后,在其显微组织中极少发现孪晶,其塑性变形机制主要为位错滑移。在-196℃该合金的强度和塑性较好,表现出孪晶诱发塑性效应,在塑性变形过程中生成了大量孪晶,其类型为{1122}型压缩孪晶、{1012}型拉伸孪晶和{1124}型压缩孪晶,其塑性变形机制为滑移和孪生共存。在不同变形阶段孪晶的类型和数量不同,在变形初期孪晶的类型主要为{1122}型孪晶,在变形后期{10-12}型孪晶的数量增多。

关键词：金属材料 Ti-Al-Fe合金拉伸性能塑性变形机制孪晶

基于倾斜关联筛选的船舶分区消磁绕组部署及消磁电流优化策略

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1018-1026页

作者：田野余墨多黄文焘邰能灵牛璐上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 中国船舶工业公司第七〇八研究所上海200011

在现代舰船消磁系统中,消磁绕组主要基于舰船舱壁的形状进行分布,难以保证每个消磁绕组的消磁效果.为解决这一问题,引入一种高维变量筛选中的倾斜关联筛选方法,选择合适的阈值,将原有绕组进行拆分重组,对原有消磁区段进行重新划分,进而... 详细信息

在现代舰船消磁系统中,消磁绕组主要基于舰船舱壁的形状进行分布,难以保证每个消磁绕组的消磁效果.为解决这一问题,引入一种高维变量筛选中的倾斜关联筛选方法,选择合适的阈值,将原有绕组进行拆分重组,对原有消磁区段进行重新划分,进而改善每个绕组的单位绕组磁感应强度.针对绕组重组后消磁电流计算时存在的参数向量稀疏和多重共线的问题,提出了倾斜关联筛选-部分岭回归算法,通过仿真可知,在阈值为0.73和0.91时,该算法相较最小二乘法消磁误差最大幅值分别减小了10.08%和17.59%,而剩余均方根误差分别减小了10.45%和12.17%.根据仿真结果可知,采用该算法后消磁效果得到明显提升.

关键词：船舶消磁倾斜关联筛选最小二乘法部分岭回归区段划分

混流式喷水推进泵空化流动及其诱导振动特性的试验研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 42-51页

作者：龚波张正川尹俊连许锐李宁王德忠上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国船舶工业集团公司第七〇八研究所喷水推进技术重点实验室上海200111

为了研究喷水推进泵内非定常空化流动及其诱导的振动特征,搭建了高速摄像与数字信号同步测量平台。对不同空化程度下的泵内空化流动、压力脉动信号、振动信号进行了采集和分析。引入经验模态分解及希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transfo... 详细信息

为了研究喷水推进泵内非定常空化流动及其诱导的振动特征,搭建了高速摄像与数字信号同步测量平台。对不同空化程度下的泵内空化流动、压力脉动信号、振动信号进行了采集和分析。引入经验模态分解及希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对振动信号进行了处理和分析。试验表明:喷水推进泵叶顶区出现了叶顶间隙空化和叶顶泄露涡空化等空化现象;随着空化程度的加剧,叶顶区的空化结构先由丝状逐渐连接成薄片状,继而发展为云状;快速旋转的空化云会呈现出极不稳定状态,尾部发生脱落形成垂直空化涡(perpendicular cavitating vortices,PCVs);小尺度的垂直空化涡消散在流道中部;随着空化程度的进一步加剧,垂直空化涡尺度增大并向相邻叶片的压力面运动,造成喷水推进泵性能的下降。空化程度加剧对应的流动结构特征会导致压力脉动产生相应的变化,从而诱导振动的增加。经验模态分解和HHT结果显示片状空化及大尺度云空泡溃灭时会诱导高频区的宽频振动增大;空化云尾缘的低频脱落会产生垂直空化涡,诱导低频的压力脉动和振动的快速增加。希尔伯特边际谱上高频幅值,叶频和轴频幅值的变化特征可在一定程度上用来反映泵内的流动状态。

关键词：喷水推进泵试验研究空化流动结构振动希尔伯特黄变换(HHT)

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频率−波数域处理的线谱目标增强检测

声学学报 2024年第4期49卷 647-655页

作者：王冠群黄海宁迟骋张舒然鞠东豪中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院先进水下信息技术重点实验室北京100190 中国船舶工业系统工程研究院北京100036

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此... 详细信息

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此基础上,将频率−波数域的主瓣检测累积结果作为方位谱的输出,实现对线谱目标的方位高分辨。仿真结果表明,该方法对带宽内信噪比−35 dB线谱目标的处理增益可达21.3 dB,方位分辨率在0.3°内。利用海上实测数据进行验证,该方法对线谱目标的处理增益可达8 dB。与CBF、SSED等宽带处理方法相比,该方法具有更高的线谱目标处理增益;与ALE、STJD等线谱处理方法相比,该方法具有更低的旁瓣起伏和更高的目标方位分辨率。

关键词：无源探测线谱增强频率−波数域主瓣检测

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声栅结构信号增强性能及其影响因素研究

西北工业大学学报 2024年第2期42卷 251-259页

作者：阳磊陈克安吕宁田丰华张季阳刘屹东西北工业大学航海学院陕西西安710072 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所陕西西安710069

对于安装在水下航行器声信号接收段的水听器阵列,在其声障板上覆盖高声阻抗材料(称为信号调节板)是一种能有效提高表面声阻抗并减少信号衰减的措施。相比传统的完全覆盖方式,声栅结构(即周期性地敷设调节板阵列)可以极大地提高接收信号... 详细信息

对于安装在水下航行器声信号接收段的水听器阵列,在其声障板上覆盖高声阻抗材料(称为信号调节板)是一种能有效提高表面声阻抗并减少信号衰减的措施。相比传统的完全覆盖方式,声栅结构(即周期性地敷设调节板阵列)可以极大地提高接收信号增益,减小接收段的质量。为了深入理解声栅结构信号增强机理,优化声栅结构设计,研究了调节板宽度、调节板厚度、入射角以及结构宽度比等因素对声栅结构信号增强性能的影响。仿真结果表明:斜入射会改变信号比(SR)的对称分布,但不会大幅改变结构的声学性能;调节板越宽、越厚,引起的非镜面散射会更强,声栅结构的信号增强性能就越好。在实际应用中,应合理设计声栅结构几何参数以满足现实环境的多重约束以达到总体性能最优,此外适中的宽度比能获得良好的总体声学性能。

关键词：信号增强信号调节板有限空间声栅轻量化声聚焦

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基于人工蜂群算法的大规模武器目标分配研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1187-1195页

作者：周玉虎王桐陈立伟付李悦韦正现哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

针对大规模武器目标分配问题,本文提出一种改进的多目标武器目标分配模型,该模型将武器平台泛化为武器,并将武器平均飞行时间作为第2个优化目标。为有效解决这类问题,本文还提出了改进的自适应离散多目标人工蜂群算法。该算法基于人工... 详细信息

针对大规模武器目标分配问题,本文提出一种改进的多目标武器目标分配模型,该模型将武器平台泛化为武器,并将武器平均飞行时间作为第2个优化目标。为有效解决这类问题,本文还提出了改进的自适应离散多目标人工蜂群算法。该算法基于人工蜂群算法和非支配排序策略,引入了自适应算子操作数、重用蜜源探索信息的变异概率策略,并通过蜜源之间、蜜源与外部解集之间的交互以提高算法的收敛性,通过算子的随机选择保持种群多样性。最后通过不同规模武器目标分配的对比实验,证明了所提自适应算子操作数与重用蜜源探索次数的变异概率策略的有效性,并与MOABC、MOPSO、NSGA-II算法在反向世代距离、超体积、时间3个方面进行比较,本文算法能够在保证时效性的前提下得到质量更好的Pareto解集。

关键词：人工蜂群算法大规模武器目标分配多目标优化自适应算子操作数非支配排序

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直齿行星传动罚函数修形优化及动力学分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 80-86页

作者：张西金方宗德尹逊民贾海涛杜立立西北工业大学机电学院陕西西安710072 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078

针对直齿行星传动齿轮修形问题,提出了减小齿轮副承载传动误差波动幅度的直齿行星轮系罚函数修形优化方法.研究了内外啮合直齿轮承载接触分析(LTCA)方法,并与Romax软件计算结果进行对比验证;基于承载接触分析方法计算承载传动误差,提出... 详细信息

针对直齿行星传动齿轮修形问题,提出了减小齿轮副承载传动误差波动幅度的直齿行星轮系罚函数修形优化方法.研究了内外啮合直齿轮承载接触分析(LTCA)方法,并与Romax软件计算结果进行对比验证;基于承载接触分析方法计算承载传动误差,提出了直齿行星轮系内外啮合齿轮副的罚函数修形优化方法,进行了行星轮系内外啮合齿轮副修形优化设计.为了验证修形减振效果,将承载传动误差转换为啮合刚度,建立了直齿行星传动系统动力学模型,分析了内外修形优化对轴承支撑处振动加速度的影响.动力学分析表明:外啮合优化修形可以显著减小太阳轮支撑处振动加速度,内啮合修形优化可以减小内齿圈支撑处振动加速度,而且外啮合修形减振效果更好.

关键词：行星齿轮系统直齿轮承载传动误差修形优化动力学

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搭载辅助动力系统的二级火箭底部热环境分析

空气动力学学报 2024年第7期42卷 48-57,I0001页

作者：孙中一王舒雅尉志源乐贵高南京理工大学机械工程学院南京210094 中国船舶工业公司第七〇八研究所上海200000

针对某二级运载火箭辅助动力系统发动机空间布局复杂、箭体底部部件数量多、底部热环境恶劣的情况,本文采用数值模拟和风洞试验验证相结合的方式开展高空二级运载火箭在辅助动力系统工作状态下箭体底部热环境研究。基于Navier-Stokes组... 详细信息

针对某二级运载火箭辅助动力系统发动机空间布局复杂、箭体底部部件数量多、底部热环境恶劣的情况,本文采用数值模拟和风洞试验验证相结合的方式开展高空二级运载火箭在辅助动力系统工作状态下箭体底部热环境研究。基于Navier-Stokes组分输运方程、DOM热辐射模型、RNG k-ε模型建立高空含复杂底部部件的二级运载火箭燃气喷流模型。结果表明:二级运载火箭在辅助动力系统工作时,高热流区域主要集中在燃料箱后短壳和辅助动力系统支座,沉底发动机工作时支座热流峰值最大,比其余部件高300%~400%。60 N、300 N发动机同向工作时,除支座和后短壳外的底部部件的热流达到峰值,比其余工况增长300%~600%。随着飞行高度和速度的增加,各部件热流均呈现下降趋势,但下降幅度较小。本文计算结果对二级运载火箭底部热防护设计有重要的工程指导意义。

关键词：辅助动力系统二级运载火箭羽流流场热环境燃气喷流