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Gyroid三周期极小曲面换热构件流动换热特性分析

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化工进展 2025年

作者：王兆霖张志刚周静高琛彭克臣姜敏迪奚溪徐胜利刘红大连理工大学能源与动力学院中国航天科工北京动力机械研究所

以三周期极小曲面（Triply Periodic Minimal surface， TPMS）Gyroid胞元构造微通道换热器，通过数值模拟方法分析其流动换热特性。对Gyroid胞元的数学描述及结构特征进行了阐述，并针对不同尺寸的Gyroid胞元填充的高温换热器换热构件... 详细信息

以三周期极小曲面（Triply Periodic Minimal surface， TPMS）Gyroid胞元构造微通道换热器，通过数值模拟方法分析其流动换热特性。对Gyroid胞元的数学描述及结构特征进行了阐述，并针对不同尺寸的Gyroid胞元填充的高温换热器换热构件进行了模拟计算，将结果进行对比分析并生成了流动换热经验关联式。为了降低压降，提出各向异性Gyroid胞元结构并研究其对流动换热特性影响。研究结果表明：胞元尺寸越小，Gyroid的换热特性越好，但压降随之增大；研究确定了适用于G型胞元结构的流动换热经验关联式，为TPMS换热器设计提供了基础；各向异性胞元中，增大流向尺寸和展向尺寸均提升流动换热综合性能，但二者分别会牺牲换热性能和流动性能，需要综合考虑设计需求。

关键词：三周期极小曲面 Gyroid胞元微通道数值模拟

基于等双轴压缩法制备的负泊松比蜂窝的力学性能研究

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机械强度 2025年

作者：李育伟苏步云邱吉树学峰李志强太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学航空航天学院

【目的】负泊松比材料因其具有拉伸时膨胀、压缩时收缩的独特性能，在各个领域均有着广泛的应用。【方法】通过对二维Voronoi模型进行等双轴压缩获得了一种负泊松比蜂窝材料，并通过数值仿真研究了不同压缩比对其静态拉伸/压缩力学性能... 详细信息

【目的】负泊松比材料因其具有拉伸时膨胀、压缩时收缩的独特性能，在各个领域均有着广泛的应用。【方法】通过对二维Voronoi模型进行等双轴压缩获得了一种负泊松比蜂窝材料，并通过数值仿真研究了不同压缩比对其静态拉伸/压缩力学性能的影响。【结果】结果表明，采用上述方法制备的二维负泊松比蜂窝，其拉伸和压缩应力应变曲线均具有典型的多孔材料“三阶段”变形特征，且呈现出显著的拉压强度非对称性。在单轴拉伸下材料表现出明显的负泊松比现象，随着压缩比的增大，其弹性模量和弹性泊松比逐渐减小，屈服强度和平台应力逐渐增大。随着拉伸应变的逐步增大，材料的塑性泊松比呈现出由负到零再到正的变化规律。然而，由于材料内部棱壁之间的相互接触，导致其向内的变形受限。因此，材料在单轴压缩下表现出正泊松比行为，且其弹性模量、屈服强度、弹/塑性泊松比和平台应力都随压缩比的增大而增大。此外，该负泊松比材料在拉伸下表现为各向异性，而在压缩下表现出各向同性。

关键词：负泊松比蜂窝变形模态弹/塑性泊松比平台应力拉压非对称

融合卷积深度置信网络与可拓神经网络的齿轮故障诊断方法

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计算机集成制造系统 2025年

作者：王体春夏天费叶琦南京航空航天大学机电学院南京理工大学紫金学院智能制造学院

本研究针对齿轮传感器在单通道状态监测中的信息量和可信度不足、噪声干扰及变工况下数据分布差异等问题，提出了一种融合增强卷积深度置信网络与自适应加权可拓网络的齿轮箱故障诊断方法。首先，使用压缩感知算法重构收集到的多通道振... 详细信息

本研究针对齿轮传感器在单通道状态监测中的信息量和可信度不足、噪声干扰及变工况下数据分布差异等问题，提出了一种融合增强卷积深度置信网络与自适应加权可拓网络的齿轮箱故障诊断方法。首先，使用压缩感知算法重构收集到的多通道振动数据；其次，通过引入软池化层优化的膨胀卷积深度置信网络进行特征提取，并采用注意力机制技术加权融合多通道特征；然后，利用侧距优化的加权可拓神经网络完成齿轮故障分类；最后，通过公开数据集进行验证和对比分析。结果表明，该模型相比较于卷积神经网络模型、深度置信网络模型、高斯卷积深度置信网络模型等具有更高的识别精度，并在噪声干扰和变工况条件下保持良好的故障诊断性能。

关键词：深度学习卷积深度置信网络可拓神经网络故障诊断

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教育科技人才一体化下校企协同机理再审视

高等工程教育研究 2025年第1期 104-110页

作者：张江龙郑丽娜韩钰北京航空航天大学政策研究室北京理工大学教育学院北京航空航天大学高等理工学院/未来空天技术学院

高校和企业是推动教育科技人才融合发展的重要主体。有效的校企协同需要双方的内生动力，受认知、组织、制度、地理等多维邻近性影响。基于荷兰埃因霍温理工大学科技创新为主和北京航空航天大学人才培养为主的校企协同模式的比较，发现... 详细信息

高校和企业是推动教育科技人才融合发展的重要主体。有效的校企协同需要双方的内生动力，受认知、组织、制度、地理等多维邻近性影响。基于荷兰埃因霍温理工大学科技创新为主和北京航空航天大学人才培养为主的校企协同模式的比较，发现校企协同深度广度主要取决于科技创新和人才培养融合程度。教育科技人才一体推进框架下的校企协同是知识流动和人力资本流动双轮驱动科技创新与人才培养协同互促的“大循环”,从中整合异质性资源、促进知识和人力资本持续流动是校企协同耦合点；建立会商交流、项目清单、成本分摊、联合评价等机制，调动校企积极性，加快形成校企协同互促、产教融合共生“大循环”。

关键词：教育科技人才校企协同科技创新人才培养

基于中空十四面体杆板混杂点阵结构的声学性能与力学性能研究

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中国科学:技术科学 2025年

作者：李凌博杨帆李鹏飞韩东同济大学航空航天与力学学院同济大学民航航空器结构智能辅助适航重点实验室大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室上海飞行器力学与控制研究院

点阵结构因其轻质高强、高设计自由度,在承载、缓冲吸能和减振降噪方面具有广阔的应用前景.然而,传统类型的点阵结构很难同时具备较好的吸声性能和较强的承载性能.本文提出了一种新型三维轻质多功能结构——中空十四面体杆板(HTTP)混杂... 详细信息

点阵结构因其轻质高强、高设计自由度,在承载、缓冲吸能和减振降噪方面具有广阔的应用前景.然而,传统类型的点阵结构很难同时具备较好的吸声性能和较强的承载性能.本文提出了一种新型三维轻质多功能结构——中空十四面体杆板(HTTP)混杂点阵结构,利用增材制造技术制备了实验试样.基于传递矩阵法建立了多级联类亥姆霍兹共振腔的理论模型,并进行了有限元数值模拟和阻抗管实验,实验、理论和数值结果具有良好的一致性.结果表明,板厚0.5 mm的HTTP在第二吸声峰处实现阻抗匹配,同时具有较高的平均吸声系数和宽带半吸收.通过数值均匀化方法和准静态压缩实验研究了HTTP的力学性能,结果表明, HTTP在板厚0.3 mm处实现了弹性各向同性.在压缩过程中杆件与板件相互作用形成了更加稳定的渐进弯曲变形模式,使其在塑性阶段表现出较高且稳定的平台应力.本文提出的HTTP多功能混合点阵结构可同时实现高吸声和强力学性能,为多功能轻质结构的设计提供了一种新的范式.

关键词：混杂点阵结构吸声性能力学性能多功能增材制造

基于Li10GeP12S2全固态电池关键材料的热稳定性研究

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储能科学与技术 2025年

作者：张文杰任东生吴宇芮新宇刘翔冯旭宁卢兰光北京理工大学材料学院清华大学车辆与运载学院北京航空航天大学材料科学与工程学院

全固态锂电池具有宽工作温域、高能量密度和高功率密度等优势，是最具有潜力的下一代储能候选电池之一。硫化物电解质Li10GeP12S2（LGPS）凭借其超高的锂离子电导率 (1×10-3S cm-1)吸引了研究者的广泛关注。不幸的是，高能量密度体系下... 详细信息

全固态锂电池具有宽工作温域、高能量密度和高功率密度等优势，是最具有潜力的下一代储能候选电池之一。硫化物电解质Li10GeP12S2（LGPS）凭借其超高的锂离子电导率 (1×10-3S cm-1)吸引了研究者的广泛关注。不幸的是，高能量密度体系下的LGPS全固态电池关键材料的热稳定性并没有被报道。本文研究了硫化物固态电解质LGPS分别与正极 (LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2，NCM92)、负极（SiC）的热稳定性。通过差示扫描量热法（DSC）和同步热分析-质谱联用技术（STA-MS），分析了硫化物固态电解质、正极、负极以及其混合物的产热产气特性。在产热产气分析的基础上，利用扫描电子显微镜（SEM）结合能谱分析（EDS）技术、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对不同温度下的产物成分进行了深入分析。当温度升高至200oC时，NCM92正极发生相变，释放大量氧气，与硫化物电解质发生轻微反应，生成P2Sx和微量SO2。当温度升高至310oC时，LGPS和正极混合样品发生剧烈放热反应，生成金属氧化物、金属硫化物和磷酸盐等。本研究揭示了NCM92|LGPS|SiC全固态电池关键材料的热稳定性，为全固态锂电池的材料选择和安全优化设计提供理论支持。

关键词：全固态锂电池 Li GeP S 高能量密度热稳定性

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单节点驱动机器鱼动力学建模与分析

机械科学与技术 2025年

作者：胡书恒高秀晶江杰洪杨辉宝林心治黄红武厦门理工学院机械与汽车工程学院福建理工大学智慧与海洋工程研究院厦门大学航空航天学院

针对机器鱼自主游动过程中复杂的水动力建模问题，设计了一款单节点驱动的机器鱼，并应用大振幅细长体理论和刚体动力学建立了可用于控制的机器鱼动力学模型。为降低求解机器鱼模型中阻力系数、升力系数和阻力矩系数的实验成本，通过超... 详细信息

针对机器鱼自主游动过程中复杂的水动力建模问题，设计了一款单节点驱动的机器鱼，并应用大振幅细长体理论和刚体动力学建立了可用于控制的机器鱼动力学模型。为降低求解机器鱼模型中阻力系数、升力系数和阻力矩系数的实验成本，通过超带宽定位实验平台，将机器鱼的尾部关节摆动规律作为模型的控制输入进行实验，拟合实验数据得到这些关键的模型参数，并通过对数值仿真结果与物理模型实验结果进行对比，验证了模型的准确性。为进一步验证所构建的模型在实际应用的控制能力，基于PID控制器进行了目标跟踪控制。仿真结果表明：模型在速度、角速度和轨迹方面都具有良好的预测效果，并且通过尾部关节摆动频率和幅值能够合理的改变机器鱼的游动方式，使机器鱼运动得到很好的控制。

关键词：单节点机器鱼动力学建模大振幅细长体理论超带宽定位

基于吸引力势场法的机器人扰动恢复动态运动基元算法

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工程科学与技术 2025年

作者：万俊孙薇王克鸿吴洪涛章晓勇许晋玮南京理工大学材料科学与工程学院江苏理工学院汽车与交通工程学院南京航空航天大学机电学院

扰动恢复动态运动基元方法在机器人轨迹学习过程能够有效应对环境中突发扰动的介入，防止出现机器人轨迹学习运动中断或者偏离目标位置的情况，保证了机器人示教学习过程的顺利进行，对机器人自适应环境的研究至关重要。考虑到扰动恢复... 详细信息

扰动恢复动态运动基元方法在机器人轨迹学习过程能够有效应对环境中突发扰动的介入，防止出现机器人轨迹学习运动中断或者偏离目标位置的情况，保证了机器人示教学习过程的顺利进行，对机器人自适应环境的研究至关重要。考虑到扰动恢复动态运动基元方法复现示教轨迹时，存在提升轨迹位置精度功能方面的缺失问题，本文提出了一种改进的扰动恢复动态运动基元轨迹学习方法。首先，对扰动恢复动态运动基元方法在应对“停止”扰动和“移动”扰动介入的有效性进行仿真验证。然后基于上述理论基础，以四节点样条轨迹为示教轨迹，并设定示教轨迹中少数个重要位置点为型值点，以高斯内核函数的形式对虚拟势场下单个型值点处的势场能量进行表示，得到虚拟势场下的示教轨迹型值点处的总势场能量，借鉴动态运动基元方法耦合人工势场法的表达形式，进而得到其梯度函数的吸引力势场函数，最后将吸引力势场函数耦合到扰动恢复动态运动基元模型下的转换系统函数中。同时，为了避免了机器人初始时刻的速度和角速度不连续，以一阶滤波方法对耦合后的转换函数进行改进。MATLAB的仿真结果显示，所提扰动改进动态运动基元方法在应对扰动介入和提升轨迹位置精度方面的有效性。最后，搭建四自由度SCARA机器人试验平台，通过机器人LABVIEW控制系统联合MATLAB程序进行轨迹学习试验。试验结果表明，在机器人离线轨迹学习和拖动示教场景应用过程中，所提扰动改进动态运动基元方法能够有效提升学习轨迹的位置精度，同时实现了SCARA机器人末端轨迹曲线的平滑无振荡。

关键词：机器人动态运动基元扰动恢复吸引力势场函数

基于改进DDPG的宽速域几何可调燃烧室压力分布控制

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航空学报 2025年

作者：凌文辉牟春晖聂聆聪杜宪孙希明北京动力机械研究所冲压发动机技术全国重点实验室大连理工大学控制科学与工程学院

几何可调燃烧室虽然能够满足超燃发动机对动力性能的需求，但其具有多变量、强耦合的特性，不仅难以针对性地开发高性能控制算法，而且成为阻碍超燃发动机领域发展的难点、痛点问题。为缓解控制器设计与机械耦合之间的矛盾，本文首先针... 详细信息

几何可调燃烧室虽然能够满足超燃发动机对动力性能的需求，但其具有多变量、强耦合的特性，不仅难以针对性地开发高性能控制算法，而且成为阻碍超燃发动机领域发展的难点、痛点问题。为缓解控制器设计与机械耦合之间的矛盾，本文首先针对传统的几何可调超燃冲压发动机，重新设计了多点燃料注入机械架构，使得几何可调燃烧室获得了更多的可操作自由度，确保了理论上提升超燃发动机性能的能力。同时，在重构的多点燃料注入模式基础上，本文提出了一种改进的LSTM/DDPG控制方案，用以解决在超声速燃烧情况下的精准压力分布式控制难题，进而充分发挥出超燃发动机在宽速域、长时间飞行下的潜在性能。仿真结果充分验证了提出方案的有效性，即本文提出的针对多点燃料注入架构的LSTM/DDPG改进控制方案，能够有效地改善/优化几何可调燃烧室在不同工况下的燃烧性能。最后，通过硬件在环(Hardware-In-the-Loop,HIL)仿真验证了本文提出的控制方法的实用性，在不同扩张比下压力分布均可有效跟随指令控制，实现了宽速域几何可调燃烧室多点压力的高精度控制目标。

关键词：几何可调燃烧室超音速燃烧深度强化学习多点压力分布控制