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多级中空纳米纤维二次电池电极材料

科学通报 2024年第16期69卷 2157-2173页

作者：高松伟郭威牟粤朱柯平崔志民满兴坤张千帆王女赵勇北京航空航天大学化学学院仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室仿生能源材料与器件北京市重点实验室北京100191 北京航空航天大学物理学院北京100191 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

多级中空纳米纤维材料具有结构可控、成分可调的优点,在二次电池电极材料领域应用广泛.在结构方面:多级中空结构可以有效缓冲电极材料在电化学反应离子嵌/脱过程中的体积变化,阻止电极材料粉碎、脱落,增加电解液和电极材料的有效接触面... 详细信息

多级中空纳米纤维材料具有结构可控、成分可调的优点,在二次电池电极材料领域应用广泛.在结构方面:多级中空结构可以有效缓冲电极材料在电化学反应离子嵌/脱过程中的体积变化,阻止电极材料粉碎、脱落,增加电解液和电极材料的有效接触面积,缩短离子/电子传输路径;在成分方面:可以实现不同特性材料的合理耦合,提升电极材料电导率,加速氧化还原反应动力学.多级中空纳米纤维结构和成分的协同增强作用在提升二次电池容量、倍率、循环性能方面效果显著.本文归纳了现阶段制备多级中空结构纳米纤维的几类方法,包括单针头静电纺丝、多流体静电纺丝和其他合成方法(模板法、水热法、自组装法等).随后,总结了不同结构、成分的纤维在二次电池(如锂、钠、钾离子电池,锂/钠-硫电池,锂金属-空气电池,超级电容器等)中的应用进展.最后,探讨了多级中空结构纳米纤维材料在电化学储能领域的应用潜力.

关键词：多级中空结构纳米纤维异质结构二次电池电极材料

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基于柔性传感的软体机器人交互研究进展

机器人 2024年第2期46卷 195-218页

作者：刘文博王韫朵有宁段金曦陈星雨李磊刘昱辰文力北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

本文旨在总结基于柔性传感的软体机器人交互研究进展。首先介绍了软体机器人在柔性抓取、生物医疗以及环境探索等实际应用领域的最新研究进展。其次介绍了软体机器人运动学和动力学建模方法。接着分析了适用于软体机器人的柔性传感技术... 详细信息

本文旨在总结基于柔性传感的软体机器人交互研究进展。首先介绍了软体机器人在柔性抓取、生物医疗以及环境探索等实际应用领域的最新研究进展。其次介绍了软体机器人运动学和动力学建模方法。接着分析了适用于软体机器人的柔性传感技术,重点讨论了柔性多模态感知技术。然后阐述了软体机器人传感与智能交互技术的研究现状,利用柔性传感器实现软体机器人本体感知、环境感知以及多模态感知,着重分析了基于柔性传感器的软体机器人智能交互系统。最后,对基于柔性传感的软体机器人交互研究所面临的潜在挑战与可能的发展方向进行了分析与展望。

关键词：软体机器人柔性传感智能交互系统

研究生心理支持体系构建的国内外经验与中国路径

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中国高教研究 2024年第6期 77-84页

作者：邓丽芳陈露露王姝怡北京航空航天大学人文社会科学学院北京100191

解决研究生的心理健康问题,既要看到问题本身,也要看到问题背后的诉求。研究生心理支持体系建设是提升研究生教育质量的必然选择。结合深度访谈、问卷调查和比较分析,从现实样态与国内外实践经验两方面窥见研究生心理支持体系的实然之... 详细信息

解决研究生的心理健康问题,既要看到问题本身,也要看到问题背后的诉求。研究生心理支持体系建设是提升研究生教育质量的必然选择。结合深度访谈、问卷调查和比较分析,从现实样态与国内外实践经验两方面窥见研究生心理支持体系的实然之貌。研究发现,研究生心理支持体系应当包括发展性支持、预防性支持和干预性支持三大核心要素;当前我国研究生对发展性支持和干预性支持满意率良好,但对预防性支持满意率偏低;以法律/政策文件为引导、健全研究生心理支持组织、配齐配强人才队伍和加大研究生心理支持经费投入是国内外研究生心理支持的主要经验。对此,研究生心理支持体系应从“重治轻防”转向“发展为先,重防优治”,同时优化心理支持实施过程和确保各参与主体分工明确。

关键词：研究生心理支持现实样态建设路径

双城系统的聚集外部性、拥堵外部性和最优收费

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 46-54页

作者：苗婷婷黄海军北京航空航天大学经济管理学院北京100191

聚集外部性有利于提高双城系统的经济发展,但同时也会产生城际通勤拥堵外部性,为缓解城际通勤交通拥堵,可以利用最优收费调节交通供需关系。本文研究了城际通勤最优收费水平随交通拥堵外部性和聚集外部性的变化规律,建立双城系统的空间... 详细信息

聚集外部性有利于提高双城系统的经济发展,但同时也会产生城际通勤拥堵外部性,为缓解城际通勤交通拥堵,可以利用最优收费调节交通供需关系。本文研究了城际通勤最优收费水平随交通拥堵外部性和聚集外部性的变化规律,建立双城系统的空间均衡模型和社会最优模型,分析居民的职住分布,得到城际通勤最优收费水平。结果表明,因为聚集外部性的存在,城际通勤最优收费水平可能大大低于交通拥堵外部性成本;当聚集外部性固定时,城际通勤最优收费水平随交通拥堵外部性的增大而增大;当交通拥堵外部性固定时,随着聚集外部性的增大,城际通勤最优收费水平先增大后减少;当聚集外部性和交通拥堵外部性同时变化时,随着聚集外部性的增大,交通拥堵外部性的减少,城际通勤最优收费小于零,此时,城际通勤时可以得到补贴。

关键词：交通运输经济最优收费社会最优双城系统交通拥堵外部性聚集外部性

微重力下火箭推进系统液氧贮箱内气泡脱离半径研究

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空间科学学报 2024年第1期44卷 122-132页

作者：李文韬黄文昊梁国柱北京航空航天大学宇航学院北京102206

研究微重力下液氧贮箱内气泡脱离半径是运载火箭推进系统推进剂在轨沸腾与换热计算的基础.与常重力和低重力环境不同,微重力下Marangoni效应变得突出.为了求解气泡脱离半径,构建包含浮力、惯性力、压差力、表面张力、黏性阻力和Marangon... 详细信息

研究微重力下液氧贮箱内气泡脱离半径是运载火箭推进系统推进剂在轨沸腾与换热计算的基础.与常重力和低重力环境不同,微重力下Marangoni效应变得突出.为了求解气泡脱离半径,构建包含浮力、惯性力、压差力、表面张力、黏性阻力和Marangoni力的气泡动力学模型.针对现有Marangoni力计算公式适用范围狭窄的问题,依托数值仿真方法,拟合得到了更精确的修正因子计算公式,进而扩充了Marangoni力计算模型的适用范围.使用运载火箭液氧贮箱常规工作压力0.3 MPa下的饱和液氧物性参数,计算得到气泡所受合力随半径的变化关系以及气泡脱离半径随重力的变化关系.结果表明,气泡的脱离行为可以由微重力区、过渡区和低重力区三个区域来划分.微重力区内可以形成厘米级甚至米级的大气泡,而低重力区内只能形成0.1 mm级的小气泡.相比之前的模型,本文模型可以同时适用于三个区,更全面地揭示了微重力下液氧贮箱内的气泡脱离特性,可以为液氧贮箱换热特性分析提供理论支撑.

关键词：微重力液氧贮箱池沸腾气泡动力学 Marangoni效应气泡脱离半径

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高透光材料的强韧化研究进展

化学通报 2024年

作者：高莹高名蕊赵赫威北京航空航天大学化学学院

玻璃因其高透光性在生产生活中占据重要地位，然而玻璃的固有脆性限制了其广泛应用。在保持高透光率的同时提高玻璃的强度和韧性是玻璃强化需要克服的难题。传统的玻璃强化方式基于已经成型的玻璃板进行设计，限制了玻璃的二次加工。高... 详细信息

玻璃因其高透光性在生产生活中占据重要地位，然而玻璃的固有脆性限制了其广泛应用。在保持高透光率的同时提高玻璃的强度和韧性是玻璃强化需要克服的难题。传统的玻璃强化方式基于已经成型的玻璃板进行设计，限制了玻璃的二次加工。高熵玻璃和微晶玻璃在很大程度上改善了玻璃材料的强度和韧性，但其光学和力学性能还需进一步匹配。受贝壳珍珠层启发的仿生透明复合材料通过构筑“砖-泥”结构使其韧性有了很大提升，成为高透光材料实现增强增韧的可行性方法。本文列举了玻璃从传统到新型结构设计的转变以及性能的突破，为后续高强高韧玻璃的发展提供理论指导。

关键词：高透光材料新型结构力学性能

临近空间低动态飞行器螺旋桨流动控制研究进展

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航空学报 2024年

作者：甘文彪庄俊杰左振杰赵志杰罗振兵向锦武国防科技大学空天科学学院北京航空航天大学航空科学与工程学院北京航空航天大学无人系统研究院

高空太阳能无人机、平流层飞艇等临近空间低动态飞行器具有可持久飞行的潜能，在连续广域预警侦察、监视观测、应急响应、抢险救灾等军民用方面具有重要的应用价值。目前，由于高空稀薄大气条件、变高度越夜能耗需求等所限，低动态临近... 详细信息

高空太阳能无人机、平流层飞艇等临近空间低动态飞行器具有可持久飞行的潜能，在连续广域预警侦察、监视观测、应急响应、抢险救灾等军民用方面具有重要的应用价值。目前，由于高空稀薄大气条件、变高度越夜能耗需求等所限，低动态临近空间飞行器面临着低雷诺数螺旋桨多点工作效率不足的问题。近年来，随着控制元件的能耗降低和可靠性的提升，流动控制技术在螺旋桨增效方面的应用潜力突显，论文梳理了临近空间低动态飞行器螺旋桨流动控制技术的研究进展。首先，回顾了临近空间低动态飞行器低雷诺数螺旋桨气动设计分析技术现状，明确了螺旋桨流动控制所需的气动分析基础；其次，结合变桨距和主被动控制原理，分析了桨叶后缘变形控制、桨尖小翼等螺旋桨被动控制研究现状；再者，从主动射流控制原理入手，介绍了螺旋桨等离子射流控制的进展；接着，阐述了协同射流螺旋桨增效控制研究现状及其局限性；然后，分析了螺旋桨合成双射流控制现状及其潜力情况；最后，总结了临近空间低动态飞行器螺旋桨流动控制研究面临的科学问题，并提出了可行的研究方向。

关键词：临近空间螺旋桨流动控制低雷诺数合成双射流

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针刺复合材料层次化建模及弹性性能预测

航空动力学报 2024年第2期39卷 102-114页

作者：刘昱王荣桥胡殿印刘茜庞生洋北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102206 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 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北京102206 北京航空航天大学中小型航空发动机联合研究中心北京102206 中国科学院金属研究所沈阳110016

针对针刺复合材料中网胎层等结构复杂导致难以划分周期性网格的问题,基于局部径向基点插值模型(LRPIM)发展了非周期性网格的周期性边界条件施加方法。开展X射线断层扫描试验并分析材料微观组织,提取出非针刺区域、针刺绕过区域和针刺穿... 详细信息

针对针刺复合材料中网胎层等结构复杂导致难以划分周期性网格的问题,基于局部径向基点插值模型(LRPIM)发展了非周期性网格的周期性边界条件施加方法。开展X射线断层扫描试验并分析材料微观组织,提取出非针刺区域、针刺绕过区域和针刺穿过区域三种典型特征结构。考虑到针刺复合材料组成成分复杂的特点,提出了基于多特征结构的层次化建模方法,将复杂微观特征结构分解至单一材料相进行精细化建模,并按层次逐级均匀化以获取材料弹性性能。开展针刺复合材料力学性能试验,结果表明x方向拉伸模量和面内切变模量的预测误差分别为1.5%和6.4%,验证了所提建模方法的准确性。

关键词： C/C-SiC复合材料针刺复合材料微观组织层次化建模周期性边界条件弹性性能

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双重热响应离子凝胶的构筑及相行为研究

高分子学报 2024年第1期55卷 108-119页

作者：周杭生黄金陈列刘明杰北京航空航天大学化学学院北京100191 北京机械设备研究所脑-机一体技术中心北京100584 北京航空航天大学国际交叉科学研究院北京100191

传统热响应凝胶体系受限于响应机制单一以及响应温度可调性差等问题,难以满足复杂场景中对智能凝胶材料的需求.本文中提出了一种构筑双重热响应离子凝胶的简易策略,通过将改性的半晶型聚乙二醇(PEG)在离子液体(IL)中交联聚合,成功制备... 详细信息

传统热响应凝胶体系受限于响应机制单一以及响应温度可调性差等问题,难以满足复杂场景中对智能凝胶材料的需求.本文中提出了一种构筑双重热响应离子凝胶的简易策略,通过将改性的半晶型聚乙二醇(PEG)在离子液体(IL)中交联聚合,成功制备出兼具上临界互溶温度(UCST)以及下临界互溶温度(LCST)相行为的双重热响应离子凝胶.其中离子凝胶的UCST相行为基于PEG结晶熔融;而LCST相行为则是由温度影响PEG与IL之间的氢键变化所产生.此外,通过改变高分子含量、聚合物链长和离子液体中阳离子侧链长度,可以实现离子凝胶2种机制下热响应温度的大范围连续调控.同时离子凝胶的热响应相转变伴随着多种物化性质的变化,如光学透过率、机械强度(3.6~0.1 MPa)以及离子电导率.离子凝胶的上述特性使其在智能显示、可穿戴设备以及柔性传感器等领域发挥重要应用.

关键词：双重热响应上临界互溶温度下临界互溶温度高分子凝胶离子液体