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热载荷环境下金属-陶瓷功能梯度板的屈曲特性研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：李畅万志强王晓喆杨超黎珂宇北京航空航天大学无人系统研究院北京航空航天大学航空科学与工程学院

功能梯度材料是一种新型材料，由两种及以上的材料组分连续变化混合而成，由于其优秀的力学性能，被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但是，热载荷环境对功能梯度材料影响的解析理论研究还很少。本文针对功能梯度材料薄板的... 详细信息

功能梯度材料是一种新型材料，由两种及以上的材料组分连续变化混合而成，由于其优秀的力学性能，被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但是，热载荷环境对功能梯度材料影响的解析理论研究还很少。本文针对功能梯度材料薄板的力学特性，提出了一种基于里兹法和经典板理论的解析方法。重点分析了热载荷环境的影响，主要研究了热应力引起的刚度降低，以及材料属性随温度变化对功能梯度材料的影响。通过能量法表示应变能、热应变能，利用哈密顿原理建立运动微分方程，分析了功能梯度材料板在均匀温度场、线性温度场和非线性温度场下的热屈曲特性。此外，还分析了梯度指数、温度场和宽高比、宽长比等几何参数对功能梯度材料板力学特性的影响。

关键词：功能梯度材料里兹法经典板理论热屈曲热载荷

突发传染病情况下高校行人流建模分析与管理控制:以高校食堂为例

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复杂系统与复杂性科学 2024年第1期21卷 35-42页

作者：纪鑫徐嘉明杨瑷玲于子兰唐铁桥北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学未来空天技术/高等理工学院北京100191

为降低密集人群封闭系统在突发传染病情况下的传播风险,以北京航空航天大学沙河校区第一食堂为研究场景,针对存在传染病传播的学校食堂这一特殊场景提出了12种疏散策略。并通过元胞自动机仿真模拟,评估控制策略的效果。仿真结果表明,在... 详细信息

为降低密集人群封闭系统在突发传染病情况下的传播风险,以北京航空航天大学沙河校区第一食堂为研究场景,针对存在传染病传播的学校食堂这一特殊场景提出了12种疏散策略。并通过元胞自动机仿真模拟,评估控制策略的效果。仿真结果表明,在疏散前采取出入口消毒、患者隔离等措施,能够降低约40%的整体感染风险。控制措施不仅可以用来解决新冠肺炎背景下“人员聚集场所发现疑似病例的人员疏散”问题,而且在处理一些特定场合的突发情况和指导疫情预防方面也具有应用价值。

关键词：高校食堂行人疏散元胞自动机疫情防控管理策略

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平头射弹前体参数对弹道稳定性及射程的影响

兵工学报 2024年第6期45卷 1933-1941页

作者：许云涛檀大林杨超戴玉婷王震霄周鹏北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 北京机电工程研究所北京100074

为研究超空泡射弹前体参数对弹道稳定性和射程的影响规律,建立一种基于模态动力学的流场与弹道高效耦合仿真方法,提出超空泡射弹尾拍过程稳定度和有效射程的量化评价方法,完成针对泡型计算方法和尾拍弹道求解方法的合理性验证。在此基础... 详细信息

为研究超空泡射弹前体参数对弹道稳定性和射程的影响规律,建立一种基于模态动力学的流场与弹道高效耦合仿真方法,提出超空泡射弹尾拍过程稳定度和有效射程的量化评价方法,完成针对泡型计算方法和尾拍弹道求解方法的合理性验证。在此基础上,分析射弹不同前体头径和锥段长度组合条件下的弹道稳定性和有效射程变化规律。研究结果表明:随着前体头径和锥段长度的增大,射弹稳定性越来越高,失稳弹道存在“直接失稳”和“振荡失稳”两种模式;射弹各头径对应的最大射程随着头径的增大先增加后减小,设计域内最大射程和最小射程相差3.8倍,前体参数对弹道有效射程有较大影响。

关键词：超空泡射弹前体参数弹道稳定性射程

基于改进的组合赋权和云模型的平流层飞艇健康状态评估

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：曾盛富梁浩全王岩孙康文钟梓鸿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

针对平流层飞艇健康评估需求与目前评估方法的缺失，提出了一种结合专家评判系统的组合赋权和云模型的健康状态评估方法，为平流层飞艇健康评估提供技术支持。通过分析常见的平流层飞艇各子系统的可能风险及故障，筛选出评估指标体系；... 详细信息

针对平流层飞艇健康评估需求与目前评估方法的缺失，提出了一种结合专家评判系统的组合赋权和云模型的健康状态评估方法，为平流层飞艇健康评估提供技术支持。通过分析常见的平流层飞艇各子系统的可能风险及故障，筛选出评估指标体系；利用专家评判系统结合线性组合赋权法确定综合权重；根据平流层飞艇对象设定合理的评价集与标准云图的基础上，分别生成各指标及整体的云模型；采用云相似度、隶属度定量求解各指标健康情况。以某平流层飞艇试验为例进行分析验证，结果表明：基于改进的组合赋权和云模型的平流层飞艇健康状态评估方法能有效开展评估，并在专家评判系统的结合中增加了模型对平流层飞艇的适用性，为平流层飞艇开展后续维修、保障及安控等任务提供有力前提。

关键词：平流层飞艇专家评判系统组合赋权云模型健康状态评估

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面向无人驾驶车辆的行车安全场模型构建方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1375-1383页

作者：谢楚安任羿杨德真冯强孙博王自力北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动... 详细信息

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动态势能场及安全行为场相结合的无人驾驶车辆行车安全场数学模型,以此表征道路上静止物体、运动物体与AI系统自身等因素造成的行车风险。结合典型行驶场景的行车安全分析验证所提模型的正确性和可用性。

关键词：无人驾驶车辆行车安全场风险行车安全评价动态势能场

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航空煤油多液滴蒸发特性实验

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 63-74页

作者：王方韩琪炜李典望金捷北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学江西研究院南昌330096 北航成都航空动力创新研究院成都611930

燃烧室中燃料经喷油嘴或甩油盘等装置破碎、雾化成含有密集微小液滴的液滴群,液滴群在燃烧室的高温对流环境中先蒸发,而后与高压空气混合燃烧。该文开展了多液滴蒸发实验,旨在解决以往研究中以单液滴蒸发代替实际工况中液滴群蒸发产生... 详细信息

燃烧室中燃料经喷油嘴或甩油盘等装置破碎、雾化成含有密集微小液滴的液滴群,液滴群在燃烧室的高温对流环境中先蒸发,而后与高压空气混合燃烧。该文开展了多液滴蒸发实验,旨在解决以往研究中以单液滴蒸发代替实际工况中液滴群蒸发产生的忽略液滴间相互作用的问题,为多液滴蒸发数值模拟理论提供实验数据支撑。该研究使用高速摄影机拍摄石英纤维悬挂的航空煤油液滴在高温400、500和600℃静止工况下蒸发的过程,并处理特定帧数的图片得到液滴蒸发特性曲线;多液滴蒸发实验中选择的液滴间距范围为1~4倍液滴直径。结果表明:多液滴的平均蒸发速率随着液滴间距的增大而增大,最终趋近于单液滴的平均蒸发速率,且近似成指数规律;液滴间距超过临界间距时,双液滴可看作2个独立的单液滴,此时的平均蒸发速率与单液滴平均蒸发速率基本没有区别;当2个液滴足够接近时,双液滴的平均蒸发速率降到单液滴的80%~90%。随着温度升高,液滴之间的影响距离会增大。该文得到了双液滴和三液滴蒸发的实验数据,以及双液滴关于液滴间距和温度的经验公式,实验结果与理论分析结论相吻合,为多液滴蒸发模型提供了实验数据支撑和理论创新依据。

关键词：航空煤油双液滴蒸发特性落滴法可变液滴间距

GNSS-I/MR河流边界及水位测量理论与仿真

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北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1877-1887页

作者：王峰杨鹏瑜杨东凯北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 北京航空航天大学国际创新学院杭州311115

从几何构型和理论模型2个角度探究全球导航卫星系统干涉/多径反射测量(GNSS-I/MR)技术提取河流边界和测量河流水位的可行性。基于河流/河岸介电常数的差异性和河岸相对于河流存在斜度的事实,定义对河流边界敏感的反-直比和实验变化率2... 详细信息

从几何构型和理论模型2个角度探究全球导航卫星系统干涉/多径反射测量(GNSS-I/MR)技术提取河流边界和测量河流水位的可行性。基于河流/河岸介电常数的差异性和河岸相对于河流存在斜度的事实,定义对河流边界敏感的反-直比和实验变化率2个观测量。在希尔伯特变换估计的载噪比包络和相位的基础上,提出基于一元二次方程求解反-直比和线性拟合实验变化率的估计方法,以及3-阈值最大类间方差识别河流/河岸和循环拟合提取河流边界的方法。基于河流表面的实验变化率测量河流水位,通过搭建仿真平台和设计2种河流场景,仿真验证所提方法的有效性。仿真结果表明:在设定参数下,利用介电常数检测场景1和场景2河流边界的均方根误差分别为1.47 m和1.13 m;实验变化率检测场景1和场景2河流边界的均方根误差分别为0.49 m和0.35 m;场景1和场景2的测量高度和真实值的误差分别为0.09 m和0.13 m。

关键词： GNSS-IR 河流边界河流水位希尔伯特变换最大类间方差循环拟合

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多源干扰下谐波齿轮传动强抗扰控制

控制理论与应用 2024年

作者：夏鹏飞李文硕朱玉凯北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学杭州创新研究院北京航空航天大学宇航学院

谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩,但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰,理想地将其等效为比例环节,难以在精密运动控制中达到期望精度.针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题,设计了一种将干扰观测器(Distu... 详细信息

谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩,但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰,理想地将其等效为比例环节,难以在精密运动控制中达到期望精度.针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题,设计了一种将干扰观测器(Disturbance observer,DO)和扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)相结合的强抗扰控制(Enhanced anti-disturbance control,EADC)策略,其中DO用于估计已知部分动态特性的迟滞干扰,ESO用于估计除迟滞之外的总扰动.通过“前馈+反馈”的复合控制结构实现了多源干扰的同时补偿和抑制,从而保证谐波齿轮传动系统精度.本文分析了DO和ESO的收敛性、闭环系统的稳定性,对比了摩擦前馈补偿控制、自抗扰控制、基于干扰观测器控制和EADC方法的跟随和抗扰性能,数值仿真结果表明EADC优于其他三种控制,验证了算法的有效性.

关键词：谐波齿轮传动多源干扰干扰观测器扩张状态观测器迟滞

基于会话统计编码器的恶意加密流量检测方法研究

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计算机科学 2024年

作者：巩思越刘辉王宝会北京航空航天大学软件学院

随着网络技术的发展和广泛应用，加密流量已成为维护用户隐私的关键技术，但同时，恶意软件和攻击者也利用加密流量来隐藏其行为，规避传统的网络入侵检测系统。现有恶意加密流量检测方法存在一些问题，如基于统计特征的方法需要依赖专... 详细信息

随着网络技术的发展和广泛应用，加密流量已成为维护用户隐私的关键技术，但同时，恶意软件和攻击者也利用加密流量来隐藏其行为，规避传统的网络入侵检测系统。现有恶意加密流量检测方法存在一些问题，如基于统计特征的方法需要依赖专家经验进行特征提取，且不同协议的特征无法通用；基于原始输入的深度学习方法存在信息不完整和字段填充等数据问题，导致对加密流量交互行为的语义表征不足。为解决上述问题，本文提出了一种名为"会话统计编码器模型CSEM（Conversation Statistic encoder model）"的方法。该方法借鉴了transformer-encoder模型，引入了一种新的流量包特征解析方式，与传统的将字节流输入深度神经网络的模式不同。我们的方法能够针对每个流量包构建出固定长度的向量表示，并且无需进行零填充，同时避免了特征提取过程对具体加密协议的依赖，构建了一个混合深度神经网络，为恶意加密流量检测提供了一种新的思路。通过在DataCon和自建数据集上进行验证，在DataCon公开数据集上实验结果的召回率达到0.9911，精确率达到0.9407，F1值达到了0.9652，达到了目前的最佳水平，相比于随机森林模型F1值提升了9%。

关键词：会话加密流量检测编码器