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基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究

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兵工学报 2024年第5期45卷 1426-1435页

作者：李延泽钱林方付佳维陈龙淼南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 西北机电工程研究所陕西咸阳712009

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度... 详细信息

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。

关键词：身管寿命等效全装药折算系数热化学烧蚀瞬态温度场

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泵控多连杆式起竖系统自抗扰力同步控制

兵工学报 2024年第6期45卷 1906-1920页

作者：朱威霖姚建勇刘家辉黎兰张佳林南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 北京航天发射技术研究所北京100076

针对泵控多连杆式起竖系统存在的非线性、模型不确定性和双缸不同步引起的力纷争问题,提出一种双缸起竖系统自抗扰力同步控制设计方法。考虑多连杆起竖机构运动学特性和闭式泵控液压系统的压力流量动态,建立多连杆式起竖系统动力学模型... 详细信息

针对泵控多连杆式起竖系统存在的非线性、模型不确定性和双缸不同步引起的力纷争问题,提出一种双缸起竖系统自抗扰力同步控制设计方法。考虑多连杆起竖机构运动学特性和闭式泵控液压系统的压力流量动态,建立多连杆式起竖系统动力学模型,通过扩张状态观测器估计系统干扰和模型不确定性,以在控制器设计过程中进行补偿,同时融合复合力同步控制方法,增强系统克服负载偏载、外干扰等引起的力纷争。基于Lyapunov理论分析证明了多连杆式双缸起竖系统的渐近跟踪和力同步性能。通过中速和快速恒功率起竖对比试验,验证所提自抗扰力同步控制策略的有效性,获得了良好的起竖跟踪和力同步控制性能。

关键词：多连杆起竖系统泵控系统自抗扰控制力同步控制

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范德瓦耳斯材料的原位应变工程与应用

物理学报 2024年第11期73卷 11-23页

作者：马泽成刘增霖程斌梁世军缪峰南京大学物理学院南京210093 南京理工大学物理学院南京210094

范德瓦耳斯材料凭借独特的结构和优异的性能在应变工程领域引起了广泛的关注.通过改变原子晶格和电子结构,应变可以调控范德瓦耳斯材料的物理性质,最终实现高性能的新原理电子器件.首先总结了诱导原位应变的实验方法,然后通过回顾范德... 详细信息

范德瓦耳斯材料凭借独特的结构和优异的性能在应变工程领域引起了广泛的关注.通过改变原子晶格和电子结构,应变可以调控范德瓦耳斯材料的物理性质,最终实现高性能的新原理电子器件.首先总结了诱导原位应变的实验方法,然后通过回顾范德瓦耳斯磁性、超导和拓扑材料在原位应变调控研究的最新进展,以及应变相关的器件应用开发,探讨该领域当前面临的挑战和未来的机遇.

关键词：范德瓦耳斯材料应变工程原位应变应变传感器

CNT/PVA@碳布膜的光电联合驱动界面蒸发性能研究

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化工学报 2024年第3期75卷 1028-1039页

作者：张昕锐陈雪梅南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

利用电能辅助的太阳能驱动界面蒸发技术是提高淡水产量的一个有效途径,但是如何绿色高效地获取淡水仍是一个挑战。利用带有孔洞的亚克力板作为支撑装置,在碳布上喷涂碳纳米管(CNT)和无水乙醇的混合溶液作为光热电热膜(CNT/PVA@碳布),与... 详细信息

利用电能辅助的太阳能驱动界面蒸发技术是提高淡水产量的一个有效途径,但是如何绿色高效地获取淡水仍是一个挑战。利用带有孔洞的亚克力板作为支撑装置,在碳布上喷涂碳纳米管(CNT)和无水乙醇的混合溶液作为光热电热膜(CNT/PVA@碳布),与隔热装置和供水通道组成一个高效的界面蒸发系统。蒸发性能测试结果表明,该蒸发系统在1个标准太阳光照射下净蒸发速率达到1.5 kg·m^(-2)·h^(-1),而在与2 A电流的联合作用下,净蒸发速率高达5.08 kg·m^(-2)·h^(-1),比仅在1个标准太阳光照射下和仅提供2 A电流的蒸发速率之和高出0.6 kg·m^(-2)·h^(-1)。此外,这种蒸发系统构造简单易于规模化,为绿色高效地提高淡水产量提供了一个新的思路。

关键词：光电联合光热-电热膜界面蒸发蒸发速率绿色高效

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突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 170-178页

作者：谢佳伟应展烽李德明南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重... 详细信息

作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重影响光伏发电的可靠性与经济性。为此,以一个300 W级MPPT变换器为对象,对其功率器件温升特性进行了试验分析。随后,结合传统MPPT算法和主动热管理策略,提出了一种突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法。通过对器件驱动信号占空比的动态限制和开关频率的分级调节,所提方法能够主动调整器件工作损耗,进而充分挖掘变换器输出功率。相关实验表明,所提方法可最大程度保留变换器散热故障时的光伏出力,并减少散热故障修复前的光伏发电经济损失。根据实验结果,构建了所提方法性能评价指标,并分析了方法性能的影响因素。

关键词：光伏发电最大功率点跟踪控制功率器件结温估计主动热管理

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学术参与影响学术创业绩效的作用机制与边界条件

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科技进步与对策 2024年

作者：鞠伟周小虎南京理工大学经济管理学院南京理工大学泰州科技学院

经济转型背景下,学术人员如何整合角色冲突有效推进成果转移转化是一个值得深入探讨的问题。基于角色认同理论和制度理论,构建“学术参与—角色认同—学术创业绩效”研究模型,引入助力性制度环境,探究学术参与影响学术创业绩效的作用机... 详细信息

经济转型背景下,学术人员如何整合角色冲突有效推进成果转移转化是一个值得深入探讨的问题。基于角色认同理论和制度理论,构建“学术参与—角色认同—学术创业绩效”研究模型,引入助力性制度环境,探究学术参与影响学术创业绩效的作用机制及边界条件。采取问卷调研法,选取368名学术人员样本数据,运用SPSS和Bootstrap方法进行实证检验。研究发现:(1)学术参与显著正向影响学术创业绩效;(2)角色认同在学术参与和创业绩效之间发挥部分中介效应;(3)助力性环境显著调节学术参与对学术创业绩效的影响,同时对角色认同在学术参与和学术创业绩效之间的中介作用发挥积极调节效应。研究结论有助于理解学术创业绩效产生的中介心理机制和情境边界条件,对进一步拓展角色认同理论和制度理论、丰富学术参与研究具有重要意义,既能为学术人员投身学术创业提供理论参考,又能为政府深入推进产学研融合带来一定管理启示。

关键词：学术参与角色认同学术创业绩效助力性制度环境

U-Sodar：基于超声波雷达的非接触生命体征检测技术

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雷达学报 2024年

作者：黄帅铭朱晓华王武斌赵恒洪弘南京理工大学北方自动控制技术研究所

全球老龄化趋势日益加剧，健康生活理念深入人心，居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响，非接触式监测系统的需求量激增。然而，目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问... 详细信息

全球老龄化趋势日益加剧，健康生活理念深入人心，居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响，非接触式监测系统的需求量激增。然而，目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问题。对此，该文提出一种基于超声波雷达的非接触式生命体征信号测量系统——USodar，包括一套基于3发4收MIMO架构的硬件和一套信号处理算法。其中U-Sodar本振采用分频技术，相位噪声低，检测精度高；接收机采用前端直接采样技术，在简化结构的同时有效减少外部噪声；发射采用可调PWM直接驱动，可发射多种超声波形，具备软件定义超声波系统特性。U-Sodar的信号处理算法采用信号弦长的图处理技术，利用图片滤波后重构的方法可在5 dB信噪比下实现信号相位的准确恢复。试验测试了U-Sodar系统的抗干扰性能与穿透性能，证明了超声穿透是依赖材料孔隙而非跨介质振动传导。并推导了给定信噪比与正确解调概率下的最小可测量位移。实际生命体征信号测量实验中，U-Sodar可分别在3 m和1.5 m距离内实现呼吸率和心率的准确测量，在1 m内可测得心跳波形。实验结果证明了U-Sodar超声波雷达在非接触式生命体征检测应用中的可行性及发展潜力。

关键词：非接触检测生命体征信号检测连续波雷达超声波 U-Sodar

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基于盲源分离的多人呼吸信号检测方法

雷达学报 2024年

作者：杨轩王子颖张力赵恒洪弘南京理工大学上海航天电子技术研究所

近年来，人们越来越关注多人环境下的呼吸监测，以及如何同时监测多人的健康状态。在多人呼吸检测的算法中，盲源分离算法因其无需先验信息并且对硬件性能依赖性较小而备受研究者们关注。然而，在多人呼吸监测场景中，目前的盲源分离算... 详细信息

近年来，人们越来越关注多人环境下的呼吸监测，以及如何同时监测多人的健康状态。在多人呼吸检测的算法中，盲源分离算法因其无需先验信息并且对硬件性能依赖性较小而备受研究者们关注。然而，在多人呼吸监测场景中，目前的盲源分离算法通常将相位信号作为源信号进行分离，本文引入FMCW雷达下距离维信号和相位信号的对比，推导出相位信号作为源信号存在近似误差，并通过仿真验证距离维信号作为源信号时分离效果更好。另外，本文提出了基于非圆复数独立成分分析的多人呼吸信号分离算法，分析了不同呼吸信号参数对分离效果的影响，仿真和实测实验表明所提出的方法适用于天线个数不小于目标个数时多人呼吸信号的检测，并且在目标角度差为9.46°时，也能够准确分离呼吸信号。

关键词：非接触呼吸检测 FMCW雷达多人呼吸盲源分离复数独立成分分析

基于MIMO雷达成像图序列的切向人体姿态识别方法

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雷达学报 2024年

作者：丁传威刘芷麟张力赵恒周庆洪弘朱晓华南京理工大学上海航天电子技术研究所

现有的基于雷达传感器的人体动作识别研究主要聚焦于相对雷达径向运动产生的微多普勒特征。当面对非径向，特别是静态姿势或者运动方向与雷达波束中心垂直的切向动作(切向人体姿态)时，传统基于微多普勒的方法无法对径向运动微弱的切向... 详细信息

现有的基于雷达传感器的人体动作识别研究主要聚焦于相对雷达径向运动产生的微多普勒特征。当面对非径向，特别是静态姿势或者运动方向与雷达波束中心垂直的切向动作(切向人体姿态)时，传统基于微多普勒的方法无法对径向运动微弱的切向人体姿态进行有效表征，导致识别性能大幅下降。为了解决这一问题，该文提出了一种基于多发多收(MIMO)雷达成像图序列的切向人体姿态识别方法，以高质量成像图序列的形式来表征切向姿态的人体轮廓结构及其动态变化，通过提取图像内的空间特征和图序列间的时序特征，实现对切向人体姿态的准确识别。首先，通过恒虚警检测算法(CFAR)定位人体目标所在距离门，接着，利用慢时滑窗将目标动作划分为帧序列，对每帧数据用傅里叶变换和二维Capon算法估计出切向姿态的距离、俯仰角度和方位角度，得到切向姿态的成像图，将各帧成像图按照时序串联起来，构成切向人体姿态成像图序列；然后，提出了一种改进的多域联合自适应阈值去噪算法，抑制环境杂波，增强人体轮廓和结构特征，改善成像质量；最后，采用了一种基于空时注意力模块的卷积长短期记忆网络模型(ST-ConvLSTM)，利用ConvLSTM单元来学习切向人体姿态成像图序列中的多维特征，并结合空时注意力模块来强调成像图内的空间特征和图序列间的时序特征。对比实验的分析结果表明，相比于传统方法，该文所提出的方法在8种典型的切向人体姿态的识别中取得了96.9%的准确率，验证了该方法在切向人体姿态识别上的可行性和优越性。

关键词： MIMO雷达切向人体姿态识别成像图序列图像去噪深度学习