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高压补燃循环火箭发动机基础燃烧特性研究

中国科学:技术科学 2025年

作者：杨立军吕子汀韩旺北京航空航天大学宇航学院北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心

大推力液体火箭发动机主要采用的是高压补燃循环工作方式,在此背景下,燃烧室压力可达100～400 atm(1 atm=1.01×10～5Pa),远高于推进剂的热力学临界压力,低温推进剂喷注燃烧过程处于跨/超临界状态.由于高压实验研究挑战巨大,可测的物理... 详细信息

大推力液体火箭发动机主要采用的是高压补燃循环工作方式,在此背景下,燃烧室压力可达100～400 atm(1 atm=1.01×10～5Pa),远高于推进剂的热力学临界压力,低温推进剂喷注燃烧过程处于跨/超临界状态.由于高压实验研究挑战巨大,可测的物理量有限,目前对补燃循环仍存在基础燃烧特性不明、关键参数影响规律不清等问题.针对此,本文以液氧/甲烷全流量补燃循环和液氧/煤油富氧补燃循环为对象,研究了补燃循环条件下推进剂绝热燃烧温度、火焰传播速度、火焰结构及自点火特性.结果表明,液氧/甲烷和液氧/煤油混合物当量比对燃烧温度和产物生成量具有显著的影响,而这些量对燃烧室压力变化并不敏感.同时,液氧/甲烷火焰传播速度受真实流体效应影响较大,随初始温度和压力的变化呈现出明显的非线性,而液氧/煤油火焰传播速度受真实流体效应影响较小,变化规律与理想气体模型下基本一致.对主燃烧室中的部分预混火焰结构进行简化分析,发现在富燃混合物一侧易形成一个或多个处于化学爆炸模态的预混反应区,而在富氧混合物一侧不会形成预混反应区.此外,研究表明液氧/煤油富氧补燃循环发动机中富氧预燃室产物温度为1000 K左右,进入主燃烧室后易引发推进剂自燃,无需点火器也能形成稳定火焰.

关键词：高压补燃循环跨/超临界基础燃烧特性自点火

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低氧与氧化还原平衡耦合在组织再生中的作用

生命科学 2025年

作者：柳瑞璇周炳北京航空航天大学医学科学与工程学院北京航空航天大学生物与医学工程学院北京航空航天大学北京大数据精准医学先进创新中心

神经系统中，中枢神经或周围神经损伤引发线粒体功能障碍，导致能量代谢紊乱，继而出现氧化应激和炎症反应，使神经再生极为困难。研究表明，低氧环境广泛存在于组织再生、伤口愈合、免疫反应和肿瘤生长中。在低氧条件下，细胞通过代谢... 详细信息

神经系统中，中枢神经或周围神经损伤引发线粒体功能障碍，导致能量代谢紊乱，继而出现氧化应激和炎症反应，使神经再生极为困难。研究表明，低氧环境广泛存在于组织再生、伤口愈合、免疫反应和肿瘤生长中。在低氧条件下，细胞通过代谢重编程适应能量需求和代谢物的重新分配，并调节关键代谢物来维持氧化还原平衡。因此，低氧环境下的代谢适应与氧化还原平衡是组织再生的关键。本文综述了低氧与氧化还原平衡在再生过程中的代谢耦合机制，为组织再生，尤其是神经再生的研究提供了新思路。

关键词：低氧代谢重编程氧化还原平衡代谢耦合再生

基于数字图像相关法的多尺度全场应变测量方法

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航空动力学报 2025年

作者：杜昊王荣桥赵炎郭婧胡殿印北京航空航天大学能源与动力工程学院北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室中国航发湖南动力机械研究所北京航空航天大学航空发动机研究院中小型航空发动机联合研究中心

为了实现不同尺度下的应变测量，开展了基于数字图像相关法（digital image correlation，DIC）的多尺度全场应变测量研究。发展了一种多层次散斑制备方法，通过数值模拟试验验证了散斑质量；然后，通过楔形面模型对离面位移进行了量化... 详细信息

为了实现不同尺度下的应变测量，开展了基于数字图像相关法（digital image correlation，DIC）的多尺度全场应变测量研究。发展了一种多层次散斑制备方法，通过数值模拟试验验证了散斑质量；然后，通过楔形面模型对离面位移进行了量化，提出基于透镜成像模型的虚假应变矫正方法；最后，通过相关试验对离面位移计算方法和虚假应变矫正方法进行了验证。结果表明，离面位移计算方法的平均误差小于4.20%；相比于传统DIC方法，采用虚假应变矫正算法后的应变测量精度提高了8.16%以上，实现了多尺度全场应变的高精度测量。

关键词：数字图像相关法应变测量多尺度散斑离面位移虚假应变矫正

改进RT-DETR的无人机图像目标检测算法

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 98-108页

作者：姜贸翔司占军王晓喆天津科技大学人工智能学院天津300457 北京航空航天大学无人系统研究院北京100191

针对轻小型无人机图像目标检测中由于目标灵活多样、环境复杂多变导致的检测精度低等问题,提出基于改进RT-DETR无人机目标检测算法。综合考虑轻量级SimAM注意力和倒置残差模块改进ResNet-r18主干网络,提高目标检测模型的特征提取能力。... 详细信息

针对轻小型无人机图像目标检测中由于目标灵活多样、环境复杂多变导致的检测精度低等问题,提出基于改进RT-DETR无人机目标检测算法。综合考虑轻量级SimAM注意力和倒置残差模块改进ResNet-r18主干网络,提高目标检测模型的特征提取能力。采用级联分组注意力机制优化倒置残差模块和特征交互模块,提升特征选择能力,实现目标检测信息的精细化获取。颈部网络中引入160×160检测层,提升特征融合阶段小目标的感知能力。基于VisDrone2019数据集的实验结果表明,改进后的模型具有更低的参数量和更高的检测精度。在Alver_Lab_Ulastirma和HIT-UAV数据集上进一步验证了改进方法的有效性和鲁棒性。

关键词：小目标检测 DETR 注意力机制 Transformer 残差链接

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改进U2-Net的激光条纹中心线高精度提取

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光电子·激光 2025年第1期36卷 61-68页

作者：陈新禹孙晓雨孙延鹏沈阳航空航天大学人工智能学院沈阳航空航天大学电子信息工程学院

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征... 详细信息

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征提取能力，实现精准像素级分割，有效去除图像中的噪声、毛刺，为后续中心线提取提供高质量的图像源；其次，根据使用场景特点，对传统Steger方法进行改进，完成激光条纹中心线高精度提取；最后，采用信度评价机制对光条中心点进行精度分析。实验结果表明，本文提出的改进U2-Net相较其他主流语义分割网络具有更高的提取精度、更好的抗噪声性能，在此基础上提取的像素中心点的信度值更高，达到传统Steger算法的1.9倍，满足高精度工业测量的需求。

关键词：线结构光语义分割光条中心提取信度评价

GeoPriFormer:地理先验嵌入的降水空间插值方法

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计算机工程 2025年

作者：王晓川刘青青王晨牟恒辰廖要明刘瑞军北京工商大学计算机与人工智能学院中国气象局国家气候中心北京航空航天大学软件学院

目前，关于降水空间插值的深度学习方法仅依赖站点之间的位置关系，忽略了区域内特征的有效表示以及复杂特征依赖关系，尤其是降水与高度之间的关系考虑不足。为此，提出地理先验嵌入的降水空间插值方法GeoPriFormer。该方法以Transfor... 详细信息

目前，关于降水空间插值的深度学习方法仅依赖站点之间的位置关系，忽略了区域内特征的有效表示以及复杂特征依赖关系，尤其是降水与高度之间的关系考虑不足。为此，提出地理先验嵌入的降水空间插值方法GeoPriFormer。该方法以Transformer作为主骨网络，通过引入地理先验数据来增强特征表示能力，从而提高降雨空间插值的精度和可靠性。一方面引入高程-多头注意力子模块以提高对复杂地形影响的理解和适应能力；另一方面，使用拉普拉斯方法来学习地理坐标的上下文感知向量编码，以增强模型对地点关系和区域特性的理解。最终形成一个嵌入地理先验的特征表示。在河南、京津冀和BW数据集上进行对比实验，结果表明，GeoPriFormer均优于基线模型。以京津冀数据集为例，RMSE降低1.6%，MAE降低5.1%，NSE提升1.56%，优于当前主流方法。

关键词：降水空间插值 Transformer模型地理先验高程-多头注意力子模块拉普拉斯方法

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穿孔板声衬降噪特性的理论与实验研究

中国科学:技术科学 2025年

作者：张琦祥任立磊李威秦维锐张光宇王晓宇孙晓峰北京航空航天大学航空发动机研究院中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京航天长征科技信息研究所

穿孔板声衬相较于亥姆霍兹共振器有更宽的降噪频带,在航空发动机燃烧室内常用于抑制燃烧不稳定性.而随着燃烧室能量密度的进一步提高,燃烧不稳定性呈现多频复合不稳定模态,针对宽频范围燃烧不稳定性发展有效抑制方法,可采用多腔分段声... 详细信息

穿孔板声衬相较于亥姆霍兹共振器有更宽的降噪频带,在航空发动机燃烧室内常用于抑制燃烧不稳定性.而随着燃烧室能量密度的进一步提高,燃烧不稳定性呈现多频复合不稳定模态,针对宽频范围燃烧不稳定性发展有效抑制方法,可采用多腔分段声衬设计.然而目前针对穿孔板声衬的研究主要聚焦于平面波入射,很少考虑周向模态.传递单元方法具有良好的收敛性,可快速给出准确的理论预测值.本文应用该方法预测了周向模态下轴向单段和分段的穿孔板声衬的传递损失情况,并在高阶模态声波导管实验台上进行了验证,发现穿孔板声衬在平面波入射时传递损失大于10 dB的频带有约200 Hz宽.进一步对于单段声衬的穿孔率、背腔长度和背腔深度进行了参数化分析,总结了三种参数对传递损失曲线的影响,通过背腔内部声压分布情况解释声共振机制.

关键词：穿孔板声衬传递单元方法传递损失管道模态测量高阶模态声波导管

基于改进稀疏表示的高衰减厚壁结构超声相控阵全聚焦成像

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仪器仪表学报 2025年

作者：周至伟饶静牛伟北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所

针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题，本文采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于... 详细信息

针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题，本文采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于分段信号的时频参数，构造出自适应Gabor子字典，再利用改进的支持匹配追踪算法对分段信号进行稀疏分解与重构。与常规正交匹配追踪算法相比，该改进支持匹配追踪算法结合了自适应Gabor子字典和lp范数（0p?范数则提供了一种更灵活的稀疏度测量方式，这使得该算法能够在紧凑的字典上更精确地重构超声信号，提高了重构信号的质量。最后，对处理后的全矩阵捕捉数据采用常规全聚焦成像算法实现超声成像。实验结果表明，改进稀疏表示能够准确提取缺陷信号和提高信噪比，提高了高衰减厚壁结构内部缺陷超声图像质量。

关键词：高衰减厚壁结构超声检测信号处理稀疏表示全聚焦成像

基于图网络与不变性特征感知的SAR图像目标识别方法

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雷达学报 2025年

作者：曹婧宜张扬尤亚楠杨威杨峰任维佳刘军北京邮电大学人工智能学院北京航空航天大学电子信息工程学院长沙天仪空间科技研究院有限公司

基于深度学习的合成孔径雷达(SAR)图像目标识别技术日趋成熟。然而，受散射特性、噪声干扰等影响，同类目标的SAR成像结果存在差异。面向高精度目标识别需求，该文将目标实体、生存环境及其交互空间中不变性特征的组合抽象为目标本质特... 详细信息

基于深度学习的合成孔径雷达(SAR)图像目标识别技术日趋成熟。然而，受散射特性、噪声干扰等影响，同类目标的SAR成像结果存在差异。面向高精度目标识别需求，该文将目标实体、生存环境及其交互空间中不变性特征的组合抽象为目标本质特征，提出基于图网络与不变性特征感知的SAR图像目标识别方法。该方法用双分支网络处理多视角SAR图像，通过旋转可学习单元对齐双支特征并强化旋转免疫的不变性特征。为实现多粒度本质特征提取，设计目标本体特征强化单元、环境特征采样单元、上下文自适应融合更新单元，并基于图神经网络分析其融合结果，构建本质特征拓扑，输出目标类别向量。该文使用t-SNE方法定性评估算法的类别辨识能力，基于准确率等指标定量分析关键单元及整体网络，采用类激活图可视化方法验证各阶段、各分支网络的不变性特征提取能力。本文所提方法在MSTAR车辆、SAR-ACD飞机、OpenSARShip船只数据集上的平均识别准确率分别达到了98.56%, 94.11%, 86.20%。实验结果表明，该算法具备在SAR图像目标识别任务中目标本质特征提取能力，在多类别目标识别方面展现出较高的稳健性。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 目标识别不变性特征提取本质特征深度学习