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耦合火箭推力室对非对称喷管推力性能的影响研究

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推进技术 2025年

作者：乔明坤徐惊雷陈匡世航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京航空航天大学能源与动力学院

为了探索提高宽域喷管推力性能的可行途径，提出了一种耦合火箭推力室的高性能非对称喷管设计方法，通过数值模拟研究了有/无火箭推力室及其参数配置对非对称喷管推力性能的影响。研究结果表明，耦合火箭推力室会显著改变喷管内流场结... 详细信息

为了探索提高宽域喷管推力性能的可行途径，提出了一种耦合火箭推力室的高性能非对称喷管设计方法，通过数值模拟研究了有/无火箭推力室及其参数配置对非对称喷管推力性能的影响。研究结果表明，耦合火箭推力室会显著改变喷管内流场结构，引入激波并产生一定尺度的回流区；全飞行包线内，火箭推力室的合理布局可以对主喷管产生一定推力增益，推力系数最多可增加18.02%，且耦合火箭推力室后的组合喷管在相同工况下产生的总推力大于主喷管单独工作和火箭推力室单独工作产生的推力之和，产生了“1+1＞2”的效果；不同工况下，火箭推力室的出口马赫数、流量、安装角度等因素对火箭推力室增益效果有一定影响；当火箭推力室的流量和安装角度足够大时，会造成喷管主流的严重分离，导致主喷管不起动。耦合火箭推力室可以提高喷管低马赫数下的推力性能，在全包线范围内增大喷管推力，但需控制推力室流量和安装角度在合理范围内。

关键词：推力室非对称喷管设计组合构型推力增益数值仿真

基于最弱链模型的TC11钛合金轮盘疲劳分散性研究

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南京航空航天大学学报 2025年第01期 80-91页

作者：胡浩楠王彤胡绪腾郭秩维余嘉伟杨思远程昊冯建文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航空航天大学能源与动力学院中国航发沈阳发动机研究所中国航发湖南动力机械研究所中国民用航空适航审定中心

基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法，材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命... 详细信息

基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法，材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命及寿命散度系数进行了预测和分析。结果表明：基于两种概率分布的最弱链模型均可较准确地预测TC11模拟件的中值疲劳寿命，预测结果基本在试验结果的2倍分散带内；基于对数正态分布的最弱链模型对模拟件疲劳寿命散度的预测结果与试验统计结果较为接近，优于基于威布尔分布模型的预测结果；对于轮盘盘心部位，两种概率分布模型的寿命预测结果在失效概率较高时基本接近，失效概率较低时基于对数正态分布的预测结果明显大于基于威布尔分布的预测结果；基于对数正态分布的最弱链模型对盘心部位疲劳寿命散度的预测结果明显小于光滑试样和模拟件的散度系数，较基于威布尔分布的模型能够更好地分析和预测尺寸效应对结构疲劳分散性的影响。

关键词： TC11钛合金最弱链模型疲劳分散性对数正态分布威布尔分布

一种数值雅可比隐式积分方法在旋翼动力学中的评估与应用

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机械工程学报 2025年第1期 162-171页

作者：吴杰虞志浩江苏科技大学船舶与海洋工程学院南京航空航天大学航空学院

近年来，几何精确梁理论被广泛应用于直升机旋翼桨叶结构动力学大变形建模。基于该理论建立的桨叶运动与变形之间的关系非线性较强，广义力项复杂而庞大。因此，推导解析形式的桨叶动力学方程雅可比矩阵比较困难，给隐式积分方法带来了... 详细信息

近年来，几何精确梁理论被广泛应用于直升机旋翼桨叶结构动力学大变形建模。基于该理论建立的桨叶运动与变形之间的关系非线性较强，广义力项复杂而庞大。因此，推导解析形式的桨叶动力学方程雅可比矩阵比较困难，给隐式积分方法带来了巨大挑战。在求解旋翼桨叶非线性动力学方程中，提出一种采用数值雅可比矩阵的隐式直接积分方法，其中雅可比矩阵和刚度矩阵由结合了外推方法的中心差分法给出。以解决无铰式和铰接式旋翼桨叶的动力学问题为例，评估了外推差分法和隐式积分方法的计算精度。通过改变典型桨叶的网格划分和雅可比矩阵的更新策略，在缩比气动载荷作用下，进一步研究了该方法的数值稳定性和积分效率。结果表明，这种数值雅可比积分法在预测旋翼桨叶的固有频率和瞬态响应等方面表现良好。

关键词：旋翼动力学数值积分雅可比矩阵外推法拟牛顿法

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复合材料易碎盖承压和顶破性能研究

复合材料科学与工程 2025年第1期 109-116页

作者：王宇奇徐志明徐澧明苑晓旭姜悦李爽蔡登安周光明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 中材科技(阜宁)风电叶片有限公司盐城224431

本文设计了一种通道尺寸为650 mm×650 mm的复合材料薄型易碎式发射箱盖,能够承载极大内压且顶破载荷较小,内压转换为集中力的大小是顶破载荷的7倍,并提出了薄弱区以及加强布的结构设计方案。制作了易碎盖并对其进行承压与顶破试验,试... 详细信息

本文设计了一种通道尺寸为650 mm×650 mm的复合材料薄型易碎式发射箱盖,能够承载极大内压且顶破载荷较小,内压转换为集中力的大小是顶破载荷的7倍,并提出了薄弱区以及加强布的结构设计方案。制作了易碎盖并对其进行承压与顶破试验,试验结果表明,易碎盖的设计结构合理,能够承受0.055 MPa的内压,易碎盖中心点的最大变形为19.83 mm,而顶破易碎盖仅需要3.03 kN的载荷。本文分别建立了易碎盖承压试验和顶破试验的有限元模型,分析结果与试验结果的误差分别为12.7%和8.0%,可以较为准确地预测易碎盖的变形和强度。基于有限元模型,分析了不同位置的加强布层数变化和不同易碎盖厚度对易碎盖变形的影响,Ⅱ,Ⅲ区加强布层数和易碎盖厚度的增加会导致易碎盖变形减少。本文的研究内容可以为薄型易碎式发射箱盖的工程制作提供参考。

关键词：复合材料大尺寸易碎盖薄弱区结构有限元分析

组合火焰稳定器横向喷射高温燃油液滴分布特性实验研究

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推进技术 2025年第1期46卷 130-141页

作者：翟文辉范育新陈玉乾黄玥南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 内蒙古工业大学航空学院内蒙古呼和浩特010051 厦门大学航空航天学院福建厦门361005

为了研究高温高速来流中横向喷射高温燃油的喷雾液滴分布特性,本文采用光学拍摄和图像处理方法对外壁凹腔支板组合火焰稳定器下游高温燃油喷雾液滴分布开展了试验测量和粒径分析。研究结果表明,当燃油温度为373 K时,壁式凹腔区域内液滴... 详细信息

为了研究高温高速来流中横向喷射高温燃油的喷雾液滴分布特性,本文采用光学拍摄和图像处理方法对外壁凹腔支板组合火焰稳定器下游高温燃油喷雾液滴分布开展了试验测量和粒径分析。研究结果表明,当燃油温度为373 K时,壁式凹腔区域内液滴数量最多,由壁式凹腔向试验段中心轴方向移动,液滴数量明显减少;在不同主流速度、温度和供油当量比下,稳定器下游各测试截面上不同粒径范围的液滴数量基本呈正态分布,液滴数量最多的粒径范围主要集中在26~40μm,其次是21.88~25μm和41~55μm,大液滴数量很少。当燃油温度增加至473 K时,大液滴基本消失,液滴数量最多的粒径范围是21.88~25μm,且总液滴数量很少,液相燃油大多数已经蒸发。随着主流速度、主流温度和燃油温度增加,稳定器下游各测试截面的液滴总数和索泰尔平均直径(SMD)均降低;与之相反,供油当量比增加时,各测试截面的液滴总数和SMD则略微上升。其中,提高燃油温度和主流速度时,SMD下降速度大于提高主流温度的结果,不过当主流速度超过100 m/s后大液滴数量减少,导致SMD的下降变缓。此外,从30~60 mm截面时,燃油喷雾的SMD下降幅度较小;从60~90 mm时,则快速下降。

关键词：一体化火焰稳定器横向射流高温油雾液滴尺寸液滴数目索泰尔平均直径

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针对音频识别的物理世界音素对抗攻击

计算机研究与发展 2025年第03期62卷 751-764页

作者：王嘉凯孔宇升陈镇东胡琎尹子鑫马宇晴杨晴虹刘祥龙北京中关村实验室复杂关键软件环境全国重点实验室(北京航空航天大学) 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院南栖仙策(南京)科技有限公司北京航空航天大学软件学院合肥综合性国家科学中心数据空间研究院

语音识别等智能技术在自动驾驶、物联网等场景下得到了广泛的应用.近年来，针对语音识别的对抗攻击研究逐渐受到关注.然而，现有的大多数研究主要依赖于粗粒度的音频特征来在实例级别生成对抗噪声，这导致生成时间成本高昂且攻击能力弱... 详细信息

语音识别等智能技术在自动驾驶、物联网等场景下得到了广泛的应用.近年来，针对语音识别的对抗攻击研究逐渐受到关注.然而，现有的大多数研究主要依赖于粗粒度的音频特征来在实例级别生成对抗噪声，这导致生成时间成本高昂且攻击能力弱.考虑到所有语音可以被视为基本音素的不同组合，提出了一个基于音素的通用对抗攻击方法——音素对抗噪声（phonemic adversarial noise,PAN），该方法通过攻击在音频数据中普遍存在的音素级别的细粒度音频特征，以生成音素级对抗噪声，取得了更快的对抗噪声生成速度并具备更强的通用攻击能力.为了全面地评估所提出的PAN框架，在实验中基于Libri Speech等多种语音识别任务中被广泛采用的公开数据集，对提出的音素对抗噪声的攻击有效性、跨数据集的泛化能力、跨模型迁移攻击能力和跨任务迁移攻击能力进行了验证，并进一步在物理世界设备中证实了对民用智能音频识别应用的攻击效果.实验结果表明，所提出的方法比其他对比方法的攻击能力提高了38%，生成速度快了24倍以上，且提出的采样策略和学习方法对降低训练时间和提升攻击能力具有重要作用.

关键词：人工智能安全对抗攻击音频识别物理攻击音素对抗噪声

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微型涡流发生器改善S弯喷管流场的实验研究

推进技术 2025年第2期46卷 41-56页

作者：刘诗敏梁华李金平张富垚马张煜空军工程大学航空工程学院航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室陕西西安710038 南京航空航天大学航空学院江苏南京210016

S弯喷管虽然能够提升飞行器隐身性能,但弯曲的几何结构会造成额外的总压损失和低能流体脉动增强的问题,导致飞行器性能降低,因此需要采用流动控制手段改善内部流场。本文将阵列式微型涡流发生器安装在S弯喷管上壁面中心线局部速度最大... 详细信息

S弯喷管虽然能够提升飞行器隐身性能,但弯曲的几何结构会造成额外的总压损失和低能流体脉动增强的问题,导致飞行器性能降低,因此需要采用流动控制手段改善内部流场。本文将阵列式微型涡流发生器安装在S弯喷管上壁面中心线局部速度最大点前侧,研究其在冷态流场中对喷管出口总压损失的控制效果和对上壁面下游流场低频脉动的抑制效果。结果表明:(1)在试验参数下,对于相同高度的微型涡流发生器,安装位置距离局部速度最大点较远时,喷管出口截面总压损失系数更低。(2)落压比为1.2时,安装高度为2.2%喷管入口直径的微型涡流发生器,能够使喷管出口平均总压损失系数相对基准降低8.57%。(3)微型涡流发生器能降低喷管上壁面下游流场的低频脉动,使脉动幅值降低22.8%,提升低能流稳定性。

关键词： S弯喷管微型涡流发生器总压损失流动控制变分模态分解

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银纳米粒子改性硬碳材料的性能

电池 2025年第1期55卷 111-115页

作者：李一帆刘富亮陈安国刘江涛周雄班霄汉贵州梅岭电源有限公司特种化学电源全国重点实验室贵州遵义563003 南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210000

硬碳具有特殊的无定形结构。将硬碳与其他功能材料复合,可实现性能的综合优化。通过化学还原法和一步水热法,合成银纳米粒子复合硬碳材料(Ag@HC)。化学法制备Ag@HC-1时,在还原过程中生成了副产物AgCl,且银纳米粒子以单核或团簇的方式出... 详细信息

硬碳具有特殊的无定形结构。将硬碳与其他功能材料复合,可实现性能的综合优化。通过化学还原法和一步水热法,合成银纳米粒子复合硬碳材料(Ag@HC)。化学法制备Ag@HC-1时,在还原过程中生成了副产物AgCl,且银纳米粒子以单核或团簇的方式出现在硬碳颗粒上;水热法制备的Ag@HC-2中,Ag最大程度地参与了银纳米粒子的生长,在硬碳表面和颗粒之间形成了粒径更小、更均匀的银纳米粒子。Ag@HC-2复合材料中,过渡金属Ag纳米粒子以Ag-Li合金的可逆化反应参与了电化学储能,提升了电化学性能。在0.01~2.50 V循环,Ag@HC-2的20.0 C倍率可逆比容量达132.5 mAh/g,较硬碳提升了29.3%,1.0 C循环200次的容量保持率为89.4%。

关键词：锂离子电池负极材料硬碳银纳米粒子水热法

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共建环太湖科创圈协力发展新质生产力

群众 2025年第4期 53-54页

作者：李晓天南京航空航天大学经济与管理学院

环太湖地区经济发达，文化底蕴深厚，创新活力强劲，是江苏发展新质生产力的前沿阵地。今年省政府工作报告强调，以科技创新引领新质生产力发展。建设环太湖科创圈，是江苏推进科技创新和产业创新深度融合的关键抓手，是因地制宜发展新...

环太湖地区经济发达，文化底蕴深厚，创新活力强劲，是江苏发展新质生产力的前沿阵地。今年省政府工作报告强调，以科技创新引领新质生产力发展。建设环太湖科创圈，是江苏推进科技创新和产业创新深度融合的关键抓手，是因地制宜发展新质生产力的重要部署。建设环太湖科创圈需要在更高层面上解放和发展社会生产力，提升环太湖地区科技创新、产业创新与区域创新水平，服务好“一中心一基地一枢纽”建设。

关键词：