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基于LSTM-DDPG的再入制导方法

系统工程与电子技术 2025年第1期47卷 268-279页

作者：闫循良王宽张子剑王培臣西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对现有基于深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法的再入制导方法计算精度较差,对强扰动条件适应性不足等问题,在DDPG算法训练框架的基础上,提出一种基于长短期记忆-DDPG(long short term memory-DDPG,LST... 详细信息

针对现有基于深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法的再入制导方法计算精度较差,对强扰动条件适应性不足等问题,在DDPG算法训练框架的基础上,提出一种基于长短期记忆-DDPG(long short term memory-DDPG,LSTM-DDPG)的再入制导方法。该方法采用纵、侧向制导解耦设计思想,在纵向制导方面,首先针对再入制导问题构建强化学习所需的状态、动作空间;其次,确定决策点和制导周期内的指令计算策略,并设计考虑综合性能的奖励函数;然后,引入LSTM网络构建强化学习训练网络,进而通过在线更新策略提升算法的多任务适用性;侧向制导则采用基于横程误差的动态倾侧反转方法,获得倾侧角符号。以美国超音速通用飞行器(common aero vehicle-hypersonic,CAV-H)再入滑翔为例进行仿真,结果表明:与传统数值预测-校正方法相比,所提制导方法具有相当的终端精度和更高的计算效率优势;与现有基于DDPG算法的再入制导方法相比,所提制导方法具有相当的计算效率以及更高的终端精度和鲁棒性。

关键词：再入滑翔制导强化学习深度确定性策略梯度长短期记忆网络

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低压CO2/H2O管束外凝结换热数值模拟

热力发电 2025年第03期 69-78页

作者：曹凤岩鲁军辉陈红兵王岩王随林北京建筑大学环境与能源工程学院北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室

碳捕集与封存是实现“双碳”目标的重要途径，超临界水煤制氢耦合CO2/H2O混合工质热力发电系统排气为低压、低温CO2/H2O混合气体，为实现零碳排放及热量回收，冷凝分离CO2/H2O是必要途径。采用Fluent软件模拟了CO2/H2O混合气水平叉排管... 详细信息

碳捕集与封存是实现“双碳”目标的重要途径，超临界水煤制氢耦合CO2/H2O混合工质热力发电系统排气为低压、低温CO2/H2O混合气体，为实现零碳排放及热量回收，冷凝分离CO2/H2O是必要途径。采用Fluent软件模拟了CO2/H2O混合气水平叉排管束外的冷凝换热特性，运用VOF模型、组分输运模型以及利用UDF编写的相变模型加载两相流的质量、能量和组分源项，研究了壁面液膜的形成发展过程和液滴附近流线、速度矢量、液相体积分数的分布，以及速度、蒸汽过热度和不凝气体含量对传热系数和扩散层热阻的影响。结果表明：模拟结果与实验数据相吻合，液膜热阻不随蒸汽过热度变化，但随CO2摩尔分数、入口流速和总压力的升高而减小；混合气体扩散层热阻随CO2摩尔分数和过热度的升高而增大，随入口流速的增大而减小；总传热系数随蒸汽过热度、入口流速和压力的升高而增大，随CO2摩尔分数升高而减小，且局部冷凝传热系数与液膜厚度呈负相关，提出了一种适用于低压CO2/H2O冷凝传热、传质的无因次关联式。

关键词：数值模拟 CO2/H2O混合气低压叉排管束凝结换热

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基于载锰沸石分子筛的臭氧催化分解特性

工程科学学报 2025年第1期47卷 170-178页

作者：陈浩玥郭卓男刘应书杨雄裴有康李子宜北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 香港中文大学(深圳)理工学院深圳518172 明尼苏达大学机械工程系明尼阿波利斯55455

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及... 详细信息

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及干燥方法,优选得到了采用等体积浸渍法和微波干燥法组合制备的载锰USY沸石Mn-USY-DT/WB,相较商用臭氧分解催化剂具有可逆再生的优势.通过系列表征,提出了可能的长效稳定催化臭氧的机制:单位时间内臭氧分子在沸石上的吸附与催化分解的相互协调,决定了沸石对臭氧的稳态催化分解,呈现宏观所得的脱除效率随时间变化曲线.通过XPS表征分析优选沸石升温可逆再生的潜在原因,再生后Mn-USY-DT/WB的平均化合态(Average oxidation state,AOS)由2.95降至2.81,经过加热处理后部分吸附在活性位点的中间氧物种脱附,氧空位释放,因此催化活性恢复.将优选沸石涂敷制得整体式蜂窝沸石催化剂,在实际应用条件(170℃、50000 h-1空速)下可维持99%臭氧分解效率1000 h以上.本工作为长效低阻臭氧分解催化剂的开发提供了新思路.

关键词：臭氧催化剂沸石分子筛整体式蜂窝催化剂再生

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不同吸附剂的CO2/H2O吸附特性

应用化工 2025年第01期 245-251+257页

作者：曹凤岩鲁军辉陈红兵王岩王随林北京建筑大学环境与能源工程学院北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室

CO2捕集系统通过冷凝分离CO2/H2O混合气体，为实现工业化应用，亟需进一步吸附分离提纯CO2。为高效吸附分离CO2/H2O,实验研究单组分CO2和H2O在椰壳活性炭上的吸附等温线，用等温吸附模型对其进行拟合。基于动态吸附试验系统研究CO2/H2O... 详细信息

CO2捕集系统通过冷凝分离CO2/H2O混合气体，为实现工业化应用，亟需进一步吸附分离提纯CO2。为高效吸附分离CO2/H2O,实验研究单组分CO2和H2O在椰壳活性炭上的吸附等温线，用等温吸附模型对其进行拟合。基于动态吸附试验系统研究CO2/H2O在活性炭、活性氧化铝、分子筛3A、13X的吸附穿透曲线且用经典的双组分吸附模型E-L、LRC和IAST预测混合气体中CO2和H2O吸附量。结果表明，Toth模型对CO2等温线拟合精度最好，LBET模型对H2O的拟合效果较优；LRC模型预测吸附量优于E-L和IAST两种模型。

关键词：吸附 CO2/H2O 分离提纯穿透曲线吸附量

涡桨发动机剩余不平衡量相位组合对转子振动响应的影响规律

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航空发动机 2025年第1期51卷 84-88页

作者：赵林颜维陈为王飞中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

为解决涡桨发动机部件动平衡合格但整机振动超标的问题,建立了转子系统动力特性有限元分析模型,分析了转子系统临界转速和不平衡响应特性,研究了剩余不平衡量相位组合对转子振动响应的影响规律。基于分析结果,改进了转子装配工艺流程并... 详细信息

为解决涡桨发动机部件动平衡合格但整机振动超标的问题,建立了转子系统动力特性有限元分析模型,分析了转子系统临界转速和不平衡响应特性,研究了剩余不平衡量相位组合对转子振动响应的影响规律。基于分析结果,改进了转子装配工艺流程并开展了整机试验验证。结果表明:所建立的计算分析模型能反映转子系统的真实状况;剩余不平衡量的大小、轴向分布以及相位均会影响多面动平衡转子系统的振动响应,仅改变剩余不平衡量的相位组合即可大幅降低整机振动幅值;剩余不平衡量等比例缩放对最优相位组合的分布规律影响较小,不等比例缩放会导致最优相位组合分布规律大幅改变。改进后的转子装配工艺流程有效率达到96.7%,平均减振幅度超过40%,对减小转子在工作转速下的振动响应有显著效果,对整机减振具有十分重要的意义。

关键词：动力特性转子动力学有限元法装配技术相位组合涡桨发动机

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Euler-Bernoulli梁模态公式的修正

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力学与实践 2025年第1期47卷 233-237页

作者：毛崎波南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

在机械振动教科书给出Euler-Bernoulli梁的模态表达式中,除了简支梁,一般只能计算前12阶模态。主要原因是由于模态表达式中存在双曲正弦和双曲余弦函数,双曲函数随模态阶数呈指数增加,由此引起的舍入误差导致数值计算时模态形状失真。... 详细信息

在机械振动教科书给出Euler-Bernoulli梁的模态表达式中,除了简支梁,一般只能计算前12阶模态。主要原因是由于模态表达式中存在双曲正弦和双曲余弦函数,双曲函数随模态阶数呈指数增加,由此引起的舍入误差导致数值计算时模态形状失真。本文提出对传统的模态表达式进行修正,从而可以精确计算至少前200阶模态。

关键词： Euler-Bernoulli梁高阶模态舍入误差边界条件模态形状

圆轨道任务火箭推力故障下的在线任务重构研究

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宇航学报 2025年第01期 68-81页

作者：马宗占许志王传魁唐硕马英西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计技术重点实验室北京宇航系统工程研究所

为使圆轨道任务火箭在发生推力下降故障以至于无法完成原定任务的情况下尽可能利用剩余燃料进入降级轨道，针对两种新类型降级轨道提出了一种深度神经网络（DNN）与无损凸优化融合的任务重规划算法。首先通过对原非凸轨道规划问题进行... 详细信息

为使圆轨道任务火箭在发生推力下降故障以至于无法完成原定任务的情况下尽可能利用剩余燃料进入降级轨道，针对两种新类型降级轨道提出了一种深度神经网络（DNN）与无损凸优化融合的任务重规划算法。首先通过对原非凸轨道规划问题进行等价转换、对约束进行无损松弛和引入附加滑行段等方式，提出了一种将问题降维求解的两层优化算法，将原问题转化成无损凸化的内层问题和单变量优化的外层问题，从而保障收敛。然后引入DNN代替外层算法输出单变量，同时保留内层无损凸优化算法以避免对DNN输出精度的依赖，实现了以最小风险提升计算效率。数值仿真证明该融合算法不仅能保障精度与最优性，还有收敛快以及性能稳定的特点，具有较强的工程应用价值。

关键词：运载火箭圆轨道任务重构推力下降故障无损凸优化深度神经网络

融合双通道注意力和时间编码的图神经网络推荐算法

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北京航空航天大学学报 2025年

作者：白鹤李钰郝明徐婷婷辽宁理工学院信息工程学院

针对多数图神经网络推荐算法未结合时间信息导致信息浪费和推荐结果不准确的问题，本文提出融合双通道注意力和时间编码的图神经网络推荐算法（GUITRec）。该模型充分利用数据集中信息，将用户自身特征、物品信息及用户与物品交互行为... 详细信息

针对多数图神经网络推荐算法未结合时间信息导致信息浪费和推荐结果不准确的问题，本文提出融合双通道注意力和时间编码的图神经网络推荐算法（GUITRec）。该模型充分利用数据集中信息，将用户自身特征、物品信息及用户与物品交互行为建为图结构，通过图神经网络进行数据聚合以形成用户和物品表征行为，从而更全面地捕捉两者特征及关系。其次，引入双通道注意力机制（CBAM）为用户和物品表征行为赋予不同权重，使模型依据权重进行深度学习，更关注重要特征信息。最后，引入时间编码器模型对用户与物品交互时间及用户位置编码，新增日、周、月周期编码和位置编码，充分挖掘时间和位置信息，为推荐提供更丰富上下文。在Ciao数据集上进行实验，在MAE、MSE和RMSE 三个评价指标上，GUITRec 均优于基线模型。

关键词：图神经网络推荐算法双通道注意力机制时间编码

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基于近场热辐射的可变发射率空间辐射器技术

中国空间科学技术(中英文) 2025年第1期45卷 81-87页

作者：徐德宇汪国云孟繁孔赵军明哈尔滨工业大学能源科学与工程学院北京空间飞行器总体设计部空天热物理工业和信息化部重点实验室

针对载人航天热控系统辐射器根据最大热负荷设计、难以适应低温工况的问题，研究了基于近场热辐射调控的可变发射率辐射器技术。建立了近场热辐射参与的辐射器等效发射率模型，利用涨落电动力学和半导体载流子输运理论求解近场辐射热流... 详细信息

针对载人航天热控系统辐射器根据最大热负荷设计、难以适应低温工况的问题，研究了基于近场热辐射调控的可变发射率辐射器技术。建立了近场热辐射参与的辐射器等效发射率模型，利用涨落电动力学和半导体载流子输运理论求解近场辐射热流和等效发射率随电压的依变关系。在此基础上，建立了变发射率辐射器与单相流体回路耦合传热模型，仿真分析了该方案对工质温度的调控性能。结果表明，在-5～20 V的电压范围内，发射率的变化量可达0.62,保温工况下最低发射率可降至0.2以下。与单相流体回路配合使用，通过调节电压可使得全氟三乙胺工质在各种内部热负荷和外部热环境下均维持在正常工作温区(-100～50℃),提高了热控系统的适应性。虽然目前制备难度和成本较高，但随着微纳加工技术的发展，该技术有潜力服务于载人深空探测等热环境更加复杂多变的航天任务。

关键词：航天器热控制辐射器可变发射率单相流体回路电调控近场热辐射