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磁流变延时机构数字系孪生系统

兵器装备工程学报 2024年第5期45卷 137-144,187页

作者：康岩干浩翔陆静陈浩宇黄学功南京理工大学南京210094

针对当前磁流变延时机构延时性能预测存在实验相对困难、成本高和性能预测精确度不足等问题,将数字孪生技术与磁流变延时机构工作机理相结合,开发了磁流变延时机构数字孪生系统。建立磁流变延时机构数字孪生系统整体架构,规划并设计系... 详细信息

针对当前磁流变延时机构延时性能预测存在实验相对困难、成本高和性能预测精确度不足等问题,将数字孪生技术与磁流变延时机构工作机理相结合,开发了磁流变延时机构数字孪生系统。建立磁流变延时机构数字孪生系统整体架构,规划并设计系统功能模块及运行机制,分析磁流变延时机构数字孪生系统物理空间、孪生空间、孪生数据及可视化服务的实现方法。融合机理仿真与实验数据,采用随机森林算法借助Unity3D可视化平台,实现基于数字孪生技术的磁流变延时机构延时性能高精度快速仿真预测及其虚拟可视化。设计开发磁流变延时机构数字孪生系统,并结合实验数据验证系统功能,为实现引信数字孪生全生命周期的数据交互及其可视化提供服务。

关键词：磁流变延时机构数字孪生系统随机森林预测模型 Unity3D 数据可视化

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激波与轻质气柱作用过程的磁场抑制特性

物理学报 2024年第8期73卷 195-208页

作者：张升博张焕好张军毛勇建陈志华石启陈郑纯南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094 中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 南京理工大学能源与动力学院南京210094

本文采用CTU(corner transport upwind)+CT(constrained transport)算法求解理想可压缩磁流体动力学(magneto-hydro-dynamic,MHD)方程,仿真研究了不同方向磁场控制下高斯分布轻质气柱界面受平面冲击波扰动后的演化过程,揭示了磁场方向... 详细信息

本文采用CTU(corner transport upwind)+CT(constrained transport)算法求解理想可压缩磁流体动力学(magneto-hydro-dynamic,MHD)方程,仿真研究了不同方向磁场控制下高斯分布轻质气柱界面受平面冲击波扰动后的演化过程,揭示了磁场方向对界面不稳定性的影响机理.仿真结果探讨了有/无磁场作用下流场特性与波系结构的发展,对比分析了磁场方向对气柱的长度、高度、射流宽度和体积压缩率的影响,并结合流场上半区环量、能量分量、速度和磁场力分布,多角度分析了磁场方向对界面不稳定性的影响机理.结果表明,磁压力推动涡量远离界面,降低了涡量在密度界面上的沉积而附着在分裂后的涡层上,从而有效抑制Richtmyer-Meshkov不稳定性对界面的影响;由于磁张力附着在被分离的涡层上,且其作用方向与界面因速度剪切而卷起涡的方向相反,因此抑制了界面因Kelvin-Helmholtz不稳定性而形成涡串.另外,纵向磁场控制下的磁张力反作用于中轴射流方向,同样抑制了Rayleigh-Taylor不稳定性的发展.

关键词： Richtmyer-Meshkov 不稳定性磁流体动力学激波高斯界面

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滚珠丝杠滚道法向截面测量系统

光学精密工程 2024年第7期32卷 1011-1022页

作者：吴剑欧屹周长光冯虎田钱超群南京理工大学机械工程学院江苏南京210000

为了实现滚珠丝杠滚道法向截面的快速、精确和无损检测,建立基于光学测微计的滚珠丝杠滚道法向截面测量系统。基于滚珠丝杠滚道法向截面测量原理设计了检测装置,对原有滚道法向截面数据处理算法进行优化,提出了角度划分圆弧方法、圆弧... 详细信息

为了实现滚珠丝杠滚道法向截面的快速、精确和无损检测,建立基于光学测微计的滚珠丝杠滚道法向截面测量系统。基于滚珠丝杠滚道法向截面测量原理设计了检测装置,对原有滚道法向截面数据处理算法进行优化,提出了角度划分圆弧方法、圆弧数据均匀化方法。对检测装置中传感器安装误差、水平移动平台直线度误差、传感器误差进行分析,并进行误差补偿。最后,通过实验验证检测装置和优化后的算法组成的整个检测系统的精度。实验结果表明:算法优化后检测系统测得的滚道法向截面参数,随着划分圆弧的角度增加最终收敛。算法优化后检测系统测得的圆弧半径和接触角与厂家提供的误差最大值分别为3.6μm和19′31″,相对算法优化前提升率分别为64.36%和53.46%;测得的圆弧半径和接触角标准偏差最大值分别为1.56μm和2′41″,相对算法优化前提升率分别为22.77%和56.67;测得的圆弧半径和接触角的A类不确定度最大值分别为0.63μm和1′6″,相对于算法优化前分别降低56%和70%。滚道法向截面检测系统的精度、重复性和不确定度均满足测量要求。

关键词：光学测微计滚珠丝杠滚道法向截面角度划分圆弧方法圆弧数据均匀化方法

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制导炮弹协同方案弹道快速规划

哈尔滨工业大学学报 2024年第8期56卷 42-55页

作者：王庆海陈琦王中原尹秋霖南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

为求解复杂的多弹多阶段协同弹道规划问题,提出一种增广集中式-协同弹道规划算法(AC-CTPM)。首先根据制导炮弹飞行过程中各阶段特性建立5阶段弹道规划模型,之后将n_p发制导炮弹的5阶段弹道规划问题组合扩展为较为复杂的5n_p阶段最优控... 详细信息

为求解复杂的多弹多阶段协同弹道规划问题,提出一种增广集中式-协同弹道规划算法(AC-CTPM)。首先根据制导炮弹飞行过程中各阶段特性建立5阶段弹道规划模型,之后将n_p发制导炮弹的5阶段弹道规划问题组合扩展为较为复杂的5n_p阶段最优控制问题,然后采用多阶段Radau伪谱法将无限维最优控制问题(OCP)离散为有限维非线性规划问题(NLP),最后调用成熟的NLP求解器SNOPT求解。为提高对复杂的5n_p阶段最优控制问题的求解效率,在AC-CTPM中提出一种将2D标称弹道转换为3D预测方案弹道的协同弹道规划问题初始值获取方法(IGVAM),每一发制导炮弹分别以各自发射点为原点建立新地面坐标系,在新地面坐标系内快速规划出2D方案弹道,之后通过扩展和坐标转换将新坐标系中规划的2D方案弹道转换成原地面坐标系中的3D方案弹道,这些3D方案弹道组合构成协同弹道规划问题的初始预测。采用AC-CTPM算法对单炮多发、多炮齐射同时弹着任务场景进行仿真求解,获得了满足炮弹自身约束以及协同约束的协同方案弹道,验证了AC-CTPM算法的有效性。与分布式协同弹道规划算法(D-CTPM)以及传统集中式协同弹道规划算法(TC-CTPM)进行仿真对比,结果表明:AC-CTPM算法规划的协同方案弹道的目标函数平均比TC-CTPM算法优5.07%,比D-CTPM算法优32.98%,而AC-CTPM算法的求解耗时却比TC-CTPM算法减少86.48%,比D-CTPM减少82.36%,验证了AC-CTPM算法的优越性。

关键词：制导炮弹多弹协同初始预测获取快速弹道规划 Radau伪谱法

旋转爆轰发动机内煤粉-氢气两相爆轰流场数值研究

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航空兵器 2024年第2期31卷 60-70页

作者：翁春生倪晓冬续晗南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094

旋转爆轰发动机因其较高的热循环效率在航空航天领域备受关注。为了研究气固混合燃料在空气氛围中的旋转爆轰特性,在圆柱坐标系中建立了气固混合相燃料爆轰理论模型,并基于三维守恒元与求解元方法,对圆盘形燃烧室内的爆轰过程进行三维... 详细信息

旋转爆轰发动机因其较高的热循环效率在航空航天领域备受关注。为了研究气固混合燃料在空气氛围中的旋转爆轰特性,在圆柱坐标系中建立了气固混合相燃料爆轰理论模型,并基于三维守恒元与求解元方法,对圆盘形燃烧室内的爆轰过程进行三维数值模拟。计算获得了气固混合相旋转爆轰波稳定传播时的流场结构,分析了爆轰流场的热力学参数分布特征、化学反应区分布以及旋转爆轰波后的波系分布特点。研究结果表明,微米级煤粉在氢气辅助作用下可快速反应并支持旋转爆轰波的稳定传播,但因盘形燃烧室的扁平结构特征和非预混喷注方式,导致爆轰波波阵面呈现为不规则的曲面。煤粉和氢气射流穿透空气层的能力差异导致气固混合燃料的化学反应区发生分离,最终以双反应区的爆轰组织形式支持旋转爆轰波稳定传播。旋转爆轰波不规则的曲面结构使其在扁平的燃烧室中发生多次反射,进而在爆轰波后有规律地出现多道反射激波。

关键词：气固混合相爆轰爆轰波粉末燃料煤粉非预混数值模拟

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3-?RS并联机构动力学建模与性能分析

机械工程学报 2024年

作者：张宇轩汪满新王明昊方明峰冯虎田南京理工大学机械工程学院

研究3-?RS三自由度并联机构动力学建模和性能评价方法。建立该机构位置、速度、加速度以及动力学模型，并通过Solidworks motion验证动力学模型的正确性。建立机构驱动力矩与广义坐标系下加速度间的映射矩阵，并考虑该机构一平动和两转... 详细信息

研究3-?RS三自由度并联机构动力学建模和性能评价方法。建立该机构位置、速度、加速度以及动力学模型，并通过Solidworks motion验证动力学模型的正确性。建立机构驱动力矩与广义坐标系下加速度间的映射矩阵，并考虑该机构一平动和两转动的运动特性，基于矩阵奇异值理论提出其平动和转动的加减速传动特性，构造既可替代机构全域动力学性能又可提升计算效率的“局部”动力学性能评价指标。研究机构全域和“局部”动力学性能分别随机构设计参数的变化规律及两者的关联性，验证采用“局部”性能可表征全域性能。

关键词：并联机构动力学建模性能评价

旋转弹丸刚体外弹道微分方程组数值解算初始条件

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弹道学报 2024年

作者：回建豪王雨时闻泉南京理工大学机械工程学院

针对旋转弹丸刚体外弹道微分方程组数值解算初始条件问题，运用刚体动力学理论，分析了外弹道初始时刻的章动运动和进动运动规律，给出了弹丸绕质心运动的初始章动角和初始进动角的取值范围。通过建立外弹道坐标系，推导出初始速度方位... 详细信息

针对旋转弹丸刚体外弹道微分方程组数值解算初始条件问题，运用刚体动力学理论，分析了外弹道初始时刻的章动运动和进动运动规律，给出了弹丸绕质心运动的初始章动角和初始进动角的取值范围。通过建立外弹道坐标系，推导出初始速度方位角和初始弹轴高低角与初始章动角和初始进动角的转换关系，证明了当初始章动角和初始进动角不为零时，初始弹轴高低角不等于射角，初始弹轴方位角也不等于初始速度方位角。以某155 mm火炮底凹榴弹为例进行仿真研究，发现初始章动角对外弹道弹丸质心运动中的偏流以及绕质心运动中的章动和进动规律均有影响。所给出的外弹道数值解算初始条件及其取值范围可用于旋转弹丸刚体外弹道微分方程组数值解算。

关键词：外弹道学旋转弹丸刚体外弹道外弹道解算初始条件

LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)阴极接触材料导电特性调控及其对SOFC电化学性能的影响

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无机材料学报 2024年第4期39卷 367-373页

作者：张琨王宇朱腾龙孙凯华韩敏芳钟秦南京理工大学化学与化工学院南京210094 徐州华清京昆能源有限公司徐州221005 清华大学能源与动力工程系北京100084

鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOF... 详细信息

鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOFC单电池性能及热循环稳定性。结果表明:预压造粒的样品(LNF-2)与高温烧结预处理的样品(LNF-3)的面电阻更小,分别为0.074和0.076Ω·cm^(2);在750℃施加1 A/cm^(2)电流负载后,能够更快地进入稳态,并保持颗粒尺寸稳定。其中,LNF-2单电池在750℃下的峰值功率密度0.94 W/cm^(2)较未处理的LNF的0.66 W/cm^(2)高,但在热循环过程中性能衰减较大,下降了20%;而LNF-3单电池在20次热循环后峰值功率密度仅下降了4%。本研究对高可靠SOFC电堆装配及其长寿命稳定运行具有指导及参考价值。

关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC) 阴极接触材料 LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3) 热循环

自然语言处理领域国际合作团队的机构构成与学术影响力的关系研究

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情报科学 2024年

作者：胡子乐赵毅章成志南京理工大学经济管理学院信息管理系

【目的/意义】本研究以自然语言处理领域为例，探讨该领域内国际合作团队的机构构成对学术影响力的影响，旨在为研究人员选择国际合作伙伴提供指导，从而协助其提升学术影响力。【方法/过程】本研究选取自然语言处理领域三大顶级会议论... 详细信息

【目的/意义】本研究以自然语言处理领域为例，探讨该领域内国际合作团队的机构构成对学术影响力的影响，旨在为研究人员选择国际合作伙伴提供指导，从而协助其提升学术影响力。【方法/过程】本研究选取自然语言处理领域三大顶级会议论文数据作为数据源，系统地探讨了国际合作团队的机构构成对学术影响力的影响。并比较发文量最高的美、中、英三个国家国际合作团队中机构构成与学术影响力的差异。【结果/结论】研究发现，在国际合作中，由大型企业与大型企业构成的团队以及大型企业、非大型企业、高水平研究所与一般研究所构成的团队往往能够产生更高的学术影响力。与其他国家相比，高水平高校能够给英国国际合作论文带来更高的学术影响力，大型企业能够给美国国际论文带来更高的学术影响力。【创新/局限】文章通过对机构类型进行细分，来考察机构构成与学术影响力间的关系。后续研究可以对机构类型进一步细分，并结合新颖性等指标来更全面地评估学术影响力。

关键词：国际科研合作学术影响力科研团队机构构成自然语言处理