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CCF300/QY9511层合板高速砂粒连续冲蚀特性试验

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航空动力学报 2024年第5期39卷 169-180页

作者：刘璐璐于飞赵振华罗刚陈伟南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016

针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增... 详细信息

针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增加而增加;复合材料表面铺设平纹布可增强复合材料抗低速冲蚀的能力,但增强效果在高速冲蚀时不明显;复合材料主要冲蚀机制为微裂纹的产生、纤维的断裂、纤维-基体脱黏以及基体变形。该研究明晰了双马树脂基复合材料层合板材料的去除机理及损伤变化规律,为后续航空复合材料结构抗冲蚀研究奠定了基础。

关键词：复合材料层合板双马树脂砂粒冲蚀连续冲蚀损伤机理

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整体叶盘解谐振动测试、失谐辨识与模型确认

航空动力学报 2024年第3期39卷 162-172页

作者：赵景超周标陈伟南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016

开展了基于叶片解谐振动测试的整体叶盘失谐辨识和模型确认研究。对整体叶盘开展叶片解谐振动测试,提出一种解谐质量布置方案准则,获取整体叶盘所有“单个”叶片振动频率的差异化分布;引入一种失谐辨识方法,消除由于叶片解谐质量所带来... 详细信息

开展了基于叶片解谐振动测试的整体叶盘失谐辨识和模型确认研究。对整体叶盘开展叶片解谐振动测试,提出一种解谐质量布置方案准则,获取整体叶盘所有“单个”叶片振动频率的差异化分布;引入一种失谐辨识方法,消除由于叶片解谐质量所带来的残余叶间振动耦合效应的影响,获取更为准确的叶片失谐分布辨识结果;重点探究不同解谐质量及位置对整体叶盘叶片解谐振动测试和失谐辨识结果的影响,并建立失谐整体叶盘有限元模型;开展基于常规模态测试的失谐整体叶盘模型确认研究,整体叶盘固有频率和振型的仿真/测试结果一致性良好,大多数模态的频差低于0.3%。结果表明该失谐辨识方法能够提高通过叶片解谐振动测试直接获取的叶片失谐分布的准确性,在此基础上建立的失谐整体叶盘有限元模型能够有效反映实际整体叶盘结构的固有振动特性。

关键词：整体叶盘叶片失谐解谐振动测试失谐辨识模型确认

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变曲率螺旋管内两相流型变迁模拟研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2026-2032页

作者：张艳婷庄乃亮李阳阳赵浠君赵行斌汤晓斌南京航空航天大学核科学与技术系南京211106 空间核技术应用与辐射防护工业和信息化部重点实验室南京211106 南京航空航天大学航天学院南京211106

为进一步提升蒸汽发生器螺旋换热管的传热传质性能,本文提出了一种盘管曲率周期性变化的变曲率螺旋管改进方案。并对变曲率螺旋管内气液两相流动特性开展了数值模拟研究。基于有限元方法,建立了单根变曲率螺旋管内流体六面体结构化网格... 详细信息

为进一步提升蒸汽发生器螺旋换热管的传热传质性能,本文提出了一种盘管曲率周期性变化的变曲率螺旋管改进方案。并对变曲率螺旋管内气液两相流动特性开展了数值模拟研究。基于有限元方法,建立了单根变曲率螺旋管内流体六面体结构化网格,采用VOF模型捕捉相界面,分析管内液相流场分布特性。研究发现,在同一根变曲率螺旋管内不同位置管段的两相分布与流型并不相同,部分管段出现了分层流-波状流-塞状流的间歇性流型变迁现象。这是由于盘管曲率的周期性改变,使得管内液相所受离心力不断改变,两相分布在空间位置及时间分布上均不断变化,产生了两相流型变迁的现象。

关键词：气液两相流变曲率螺旋管流型变迁蒸汽发生器离心力

双层混合管排气出口导流遮挡的冷却与红外辐射特性

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航空动力学报 2024年第5期39卷 95-106页

作者：宋健张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室南京210016

以降低一体化红外抑制器混合管出口导流片温度及其红外辐射强度为目的,设计了双层混合管和带冷却结构的导流器。通过CFD和红外辐射强度空间分布数值仿真,研究了双层混合管强迫冷却进气流量、导流器出口形状和波瓣瓣数对排气喷流和排气... 详细信息

以降低一体化红外抑制器混合管出口导流片温度及其红外辐射强度为目的,设计了双层混合管和带冷却结构的导流器。通过CFD和红外辐射强度空间分布数值仿真,研究了双层混合管强迫冷却进气流量、导流器出口形状和波瓣瓣数对排气喷流和排气混合管红外辐射强度的影响。计算结果表明,双层混合管+导流器结构相较于基准模型(单层混合管,导流片无冷却)可以有效降低导流器可视表面高温区,导流器自身的红外辐射强度降幅可达82.9%;导流器出口的波瓣可以诱导流向涡对,强化冷却气流与混合管出口排气尾流掺混,排气红外辐射强度相对于基准模型最大的降幅可达68.2%,混合管及其排气的总体辐射强度的降幅峰值可达86.4%。排气红外辐射强度以及总体辐射强度均随着波瓣瓣数的减少而逐渐减小,导流器出口过多的波瓣瓣数设计反而不利于流向涡的发展。混合管总体辐射强度随着强迫冷却气流流量的增加而逐渐减小,冷却气流流量与主流流量比值为0.1时,相对于不通冷却气流的情况,总体辐射强度的降幅峰值为68.3%。

关键词：红外抑制器弯曲混合管强迫冷却辐射遮挡强化混合红外辐射特性

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红外抑制器混合管壁肋片强化传热和引射特性

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 2009-2017页

作者：吴忠诚单勇张靖周杨宗耀南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室南京210016

为了降低直升机分流引射式红外抑制器外露遮挡罩表面温度,提出抑制器外侧混合管表面肋片强化换热结构,采用数值模拟的方法,对抑制器混合管表面肋片结构下的引射和强化传热特性进行了研究。结果表明:与混合管表面无肋片结构相比,肋化的... 详细信息

为了降低直升机分流引射式红外抑制器外露遮挡罩表面温度,提出抑制器外侧混合管表面肋片强化换热结构,采用数值模拟的方法,对抑制器混合管表面肋片结构下的引射和强化传热特性进行了研究。结果表明:与混合管表面无肋片结构相比,肋化的混合管表面对流换热增加了83%,辐射换热减少了31%,遮挡罩壁面平均温度降低了7 K;遮挡罩外侧狭缝进气面积增加后,二级引射冷气量增加了近3倍,遮挡罩壁面平均温度降低了18 K;在遮挡罩上、下位置增加引射口后,引射气流可直接作用于遮挡罩高温壁面,遮挡罩壁面热斑消失。

关键词：红外抑制器肋片引射遮挡罩强化传热

CMC-EBC损伤耦合机理及一体化设计研究进展

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无机材料学报 2024年第6期39卷 647-661页

作者：方光武谢浩元张华军高希光宋迎东南京航空航天大学通用航空与飞行学院溧阳213300 南京航空航天大学航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016 中国人民解放军第二军事代表处成都610000

陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役... 详细信息

陶瓷基复合材料与环境障碍涂层组合(CMC-EBC)是目前航空航天领域最具应用前景的热结构材料体系。本文对CMC-EBC失效机理与分析模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了CMC-EBC材料体系的发展及主要制备工艺。然后,综述了CMC-EBC在服役环境下的主要损伤模式与失效机理,总结发现CMC预制体结构、孔洞缺陷和EBC内裂纹等损伤演化相互影响,这种细观损伤模式的耦合是决定其寿命的关键因素之一,但目前的机理研究主要集中于涂层本身性能及其受环境因素的影响,缺乏对涂层和复合材料编制结构在损伤演化过程中协同效应的考虑。接下来,详细分析了CMC-EBC的失效模拟与预测模型研究的历史与现状,指出其中存在的问题,包括环境因素建模方法和损伤耦合演化模拟技术。目前大部分工作致力于分别开发CMC和EBC的失效模型,而对于CMC-EBC构件的失效预测应考虑其损伤演化与微观结构之间的相互耦合影响。最后,对CMC-EBC材料体系研发与服役性能预测方法进行了展望,认为CMC本体和EBC失效模式相互耦合,开展结构功能一体化设计和分析是CMC-EBC构件研究的趋势。

关键词：陶瓷基复合材料环境障碍涂层损伤耦合失效模型一体化设计综述

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分流喷管出口构型对红外抑制器性能影响的数值和实验研究

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 58-70页

作者：杜家栋单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室江苏南京210016

在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的... 详细信息

在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的引射系数略微降低、总压恢复系数降低,中间混合管出口排气温度峰值却降低了65.1 K,同时降低了混合管上下方区域的壁面温度,但造成混合管中后段外侧壁面局部区域温度升高;外扩张角为0的波瓣出口结构(Lobe_2)增加引射系数3.8%,总压恢复系数与Lobe_1结构基本相当,中间混合管出口排气温度峰值也降低了62.8 K,尤其是其降低混合管壁面温度的效果最佳;分流喷管出口突片结构(Tab)增加引射系数10.6%,但总压恢复系数降低0.7%,同时,内侧混合管出口排气平均温度降低19.3 K,混合管壁面降温效果相对较差。总体来看,波瓣和突片结构都起到增强引射、强化混合的作用,尤其是波瓣出口结构(Lobe_2)对降低抑制器总体红外辐射效果最好,在3~5μm波段的红外辐射强度最大可降低21%;在8~14μm波段,其红外辐射强度最大可降低15%。

关键词：红外抑制器分流喷管引射系数红外辐射气动性能

原位生长FeCo/rGo纳米复合材料的电磁波吸收性能研究

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功能材料 2024年第1期55卷 1124-1129,1157页

作者：鲁露周金堂彭贵玉姚俊儒南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211100 南京航空航天大学面向苛刻环境的材料制备与防护技术工业和信息化部重点实验室南京211100

利用化学开发高性能吸波材料是解决电磁污染问题和实现军事装备雷达隐身的有效手段。基于化学原位生长策略,以金属离子Fe^(2+)和Co^(2+)为原料,采用一步水热法制备FeCo/rGo复合材料,并对其形貌、结构以及吸波性能进行测试和分析。结果表... 详细信息

利用化学开发高性能吸波材料是解决电磁污染问题和实现军事装备雷达隐身的有效手段。基于化学原位生长策略,以金属离子Fe^(2+)和Co^(2+)为原料,采用一步水热法制备FeCo/rGo复合材料,并对其形貌、结构以及吸波性能进行测试和分析。结果表明,当FeCo和氧化石墨烯的复合比为1∶0.5在厚度1.9 mm时有效吸收带宽达到5.5 GHz,其最小反射损耗达到-54.14 dB。复合比为1∶1时则实现了1.3 mm,4.5 GHz有效吸收带宽的吸波性能,这表明FeCo/rGo磁性材料有望成为一种极具应用价值的电磁吸波材料。

关键词：吸波性能水热法 FeCo/rGo 石墨烯电磁吸波材料

基于深度学习的InSAR影像局部与非局部联合相位滤波

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：王杰柳稼航凌信鹏段则先南京航空航天大学航天学院空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室

相位滤波是干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar， InSAR）数据处理的关键技术之一，干涉图质量显著影响后续处理的精度。传统方法滤波效果差且效率低下，深度学习方法潜力大但目前精度受限。为有效提升滤波效... 详细信息

相位滤波是干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar， InSAR）数据处理的关键技术之一，干涉图质量显著影响后续处理的精度。传统方法滤波效果差且效率低下，深度学习方法潜力大但目前精度受限。为有效提升滤波效果，本文结合卷积神经网络（convolutional neural network， CNN）与Transformer网络的优势，提出了一种局部与非局部联合的InSAR影像相位滤波方法。首先，基于Transformer全局特征提取能力强的特点，提出了面向相位滤波的PFCT网络结构。该网络可以同时进行局部滤波与非局部滤波，避免了现有方法因忽视干涉条纹非局部特征而导致的精度受限问题。其次，提出了一种新的复合损失函数用于同时训练网络的去噪能力和条纹结构保持能力。在仿真实验中，本文方法的均方误差（mean square error， MSE）比次优算法降低了15.5%，结构相似性（structural similarity， SSIM）指标提高了5.3%。在实测实验中，本文方法的残点去除性能比次优方法提高了1.8%。结果表明，本文方法的滤波性能优于目前的主要算法，能获得更好的效果。

关键词： InSAR 相位滤波深度学习 CNN Transformer 损失函数