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高超声速主流中平/曲面上超声速气膜冷却特性

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国防科技大学学报 2024年

作者：陈泊宏易仕和国防科技大学空天科学学院

超声速气膜冷却技术被广泛应用于高超声速飞行器主动热防护。针对平面和曲面，采用数值模拟方法研究了冷却气体入口马赫数、吹风比以及喷缝高度对于超声速气膜冷却特性的影响，并对气膜冷却效果进行了试验验证。结果表明，无论被冷却壁... 详细信息

超声速气膜冷却技术被广泛应用于高超声速飞行器主动热防护。针对平面和曲面，采用数值模拟方法研究了冷却气体入口马赫数、吹风比以及喷缝高度对于超声速气膜冷却特性的影响，并对气膜冷却效果进行了试验验证。结果表明，无论被冷却壁面是平面或曲面，超声速气膜均具有良好的壁面附着特性，可以对壁面进行有效冷却。相较而言，超声速气膜作用于曲面上的冷却效果优于平面。提高冷却气体入口马赫数及吹风比可以提高冷却效率。随着喷缝高度的增加，气膜冷却效率随之增加，并逐渐达到一个恒定值。即当喷缝高度足够大时，进一步增大喷缝高度的优势不大。

关键词：冷却效率超声速气膜数值模拟可压缩流

用于吸气式电推进系统的射频等离子体推力器实验测试

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航空学报 2024年

作者：郑鹏吴建军张宇钟宇轩国防科技大学空天科学学院

吸气式电推进系统能够摄取稀薄大气作为电推力器的推进工质，有望在不从地面携带推进剂的条件下，满足超低轨道飞行器长期在轨运行期间的推进动力需求。文章基于感性耦合等离子体源，添加了物理喷管和附加增强磁场，设计了一种用于吸气... 详细信息

吸气式电推进系统能够摄取稀薄大气作为电推力器的推进工质，有望在不从地面携带推进剂的条件下，满足超低轨道飞行器长期在轨运行期间的推进动力需求。文章基于感性耦合等离子体源，添加了物理喷管和附加增强磁场，设计了一种用于吸气式电推进系统的射频等离子体推力器。超低轨道大气的主要成分为氮气和原子氧，鉴于原子氧电离能低，且难以在地面条件下储存使用，文章使用氮气工质对推力器在不同工质流量、射频功率和磁场设置条件下的推力性能进行了实验测试。结果表明，使用附加增强磁场能够有效提高推力器的推力和比冲大小，并在一定轨道范围内实现稀薄大气阻力完全补偿，为超低轨道吸气式电推进系统的研制与应用提供了有效技术途径。

关键词：超低轨道感性耦合等离子体增强磁场推力比冲

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黑箱模型约束动态松弛的近似优化方法

国防科技大学学报 2024年

作者：马帅超武泽平杨家伟高经纬国防科技大学空天科学学院

基于代理模型的优化方法因其高效的寻优能力为高精度仿真模型在优化设计中的应用提供了一种有效的技术途径。针对优化问题中高耗时黑箱约束处理问题，提出了一种基于改进可行规则的多约束自适应采样方法，建立了精英档案驱动的非精确搜... 详细信息

基于代理模型的优化方法因其高效的寻优能力为高精度仿真模型在优化设计中的应用提供了一种有效的技术途径。针对优化问题中高耗时黑箱约束处理问题，提出了一种基于改进可行规则的多约束自适应采样方法，建立了精英档案驱动的非精确搜索方法和ε-约束保持的伪可行域构造方法，通过迭代过程中动态缩放可行域以接受高质量非可行样本，增强了算法对可行域边界的探索能力，提高了基于代理模型的寻优能力。对进化计算会议约束优化标准函数的仿真计算结果表明，相较于现有方法，ε-约束保持优化方法可以有效解决多约束代理模型优化问题。对固体火箭发动机后翼柱装药设计结果表明算法具有应用在复杂工程问题中的潜力。

关键词：代理模型约束处理自适应采样 ε-约束保持

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GeTe薄膜电性能优化及射频应用研究

物理学报 2024年

作者：帅陈杨郑月军陈强马燕利付云起国防科技大学电子科学学院

GeTe属于硫系相变材料中的一种，利用热致相变特性可以动态地实现低电阻率的晶态与高电阻率的非晶态之间可逆切换，是忆阻器和非易失射频开关领域的重要功能材料。本文以面向射频开关应用为出发点，重点对磁控溅射制备的GeTe薄膜进行电... 详细信息

GeTe属于硫系相变材料中的一种，利用热致相变特性可以动态地实现低电阻率的晶态与高电阻率的非晶态之间可逆切换，是忆阻器和非易失射频开关领域的重要功能材料。本文以面向射频开关应用为出发点，重点对磁控溅射制备的GeTe薄膜进行电性能优化研究。通过综合分析衬底材料、溅射条件以及退火条件等因素对晶态GeTe薄膜电阻率的影响，探索出低电阻率GeTe薄膜的有效制备条件。结果表明，制备的GeTe薄膜最低晶态电阻率达到3.6×10-6Ω·m，电阻比大于106。此外，基于规则的方形薄膜切片，构建了一款零静态功耗并联型毫米波开关，在1-40GHz频带内，插损小于2.4dB，隔离度大于19dB，展示了GeTe薄膜在宽带高性能分立式非易失射频开关领域的应用潜力。

关键词： GeTe薄膜热致相变射频开关分立式

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以聚丙烯酰胺为电解液添加剂稳定金属锌负极

材料导报 2024年第15期38卷 249-253页

作者：李雪艳张蒙茜裴文乐李莎莎李鹏太原科技大学化学工程与技术学院太原030024 太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024

水系锌离子电池因具有成本低廉和安全性高等优点而被认为是极具前景的储能体系。金属锌因具备高的理论体积比容量和较低的氧化还原电位,可以直接用作水系锌离子电池负极,但金属锌负极存在自腐蚀和锌枝晶生长等问题,导致电池循环寿命缩短... 详细信息

水系锌离子电池因具有成本低廉和安全性高等优点而被认为是极具前景的储能体系。金属锌因具备高的理论体积比容量和较低的氧化还原电位,可以直接用作水系锌离子电池负极,但金属锌负极存在自腐蚀和锌枝晶生长等问题,导致电池循环寿命缩短,严重制约了其实际应用。本工作设计了一种聚丙烯酰胺(PAM)聚合物作为锌离子电池的电解液添加剂,结果显示在2 g/L PAM添加剂电解液体系中电池表现出最优的循环性能,在5 mA/cm^(2)、1 mAh/cm^(2)时锌-锌对称电池能稳定循环2800 h,进一步的电化学测试和扫描电子显微镜表征证明PAM添加剂能够很好地抑制金属锌枝晶和减轻锌电极腐蚀。该工作为通过功能性电解质添加剂设计高性能的水系电解液添加剂提供了一种新思路。

关键词：锌负极聚丙烯酰胺锌枝晶聚合物添加剂

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多无人机协同任务规划方法研究综述

系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3437-3450页

作者：王建峰贾高伟郭正侯中喜国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

随着通信技术的发展,未来多无人机系统将会朝向集群化、自主化和智能化方向发展。通过单元间的信息融合和能力互补,多无人机系统可以打破自身能力壁垒,形成多样化的任务能力。任务规划是多无人机系统协同应用的顶层设计,属于带约束的组... 详细信息

随着通信技术的发展,未来多无人机系统将会朝向集群化、自主化和智能化方向发展。通过单元间的信息融合和能力互补,多无人机系统可以打破自身能力壁垒,形成多样化的任务能力。任务规划是多无人机系统协同应用的顶层设计,属于带约束的组合优化问题,是在任务需求、单元能力和环境态势的影响下,优化求解获得满足要求的、优化的任务执行方案。从问题表征建模和方案求解评估两个角度梳理现有研究,从场景分析、任务分配和航迹规划3个方面总结问题表征建模部分的研究,从求解算法和效能评估两个方面总结方案求解评估部分的研究。最后,分析未来无人机任务规划研究中值得关注的若干方向。

关键词：多无人机系统任务规划问题表征及建模方案求解评估

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基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化

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兵工学报 2024年第5期45卷 1673-1680页

作者：梁霄王瑞利山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置... 详细信息

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。

关键词：冲击Hugoniot关系不确定度量化爆压 Chapman-Jouguet理论自适应基函数多项式混沌拟单调性

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基于相位压缩态的到达角估计

量子光学学报 2024年第2期30卷 38-44页

作者：孙小聪田亚莉宫廷周月婷郭古青和小虎邱选兵李传亮太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024

到达角估计作为高精度追踪的关键光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达等领域中有着重要应用。本文提出一种基于相位压缩态的到达角估计协议,采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源、光学参量振荡器及可变分束器,实现最高纠... 详细信息

到达角估计作为高精度追踪的关键光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达等领域中有着重要应用。本文提出一种基于相位压缩态的到达角估计协议,采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源、光学参量振荡器及可变分束器,实现最高纠缠度为(6.1±0.2)dB的纠缠态光场制备。通过调控传感节点的调制相位,实现对两个传感节点0~2π相位的精准扫描,从而可以实现突破散粒噪声极限的到达角估计。与经典协议相比,这一协议可以将到达角估计的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少5.9 dB,使得到达角精度提高74.1%以上。这一协议有望将相位估计的精度提高至突破散粒噪声极限,为更高精度的空间定位及量子测距技术提供理论和实验基础。

关键词：光学参量振荡纠缠态光场相位估计

SiO_(2)包覆层对BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷微观结构和储能性能的影响

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功能材料 2024年第6期55卷 6153-6159页

作者：刘嘉辰吴佳伟刘跃明同阳马江微雍辉胡季帆太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 太原科技大学磁电功能材料及应用山西省重点实验室太原030024

为了获得高击穿场强和高能量密度的复合陶瓷材料储能电容器,其难点之一是研究应用于复合陶瓷材料的纳米颗粒的界面和边界层的影响。对表面包覆了不同厚度SiO_(2)的不同尺寸的BaTiO_(3)纳米颗粒经烧结得到的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材... 详细信息

为了获得高击穿场强和高能量密度的复合陶瓷材料储能电容器,其难点之一是研究应用于复合陶瓷材料的纳米颗粒的界面和边界层的影响。对表面包覆了不同厚度SiO_(2)的不同尺寸的BaTiO_(3)纳米颗粒经烧结得到的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料进行微观表征与储能性能对比研究。研究发现,采用SiO_(2)包覆BaTiO_(3)颗粒烧结的方法提高了陶瓷材料的击穿强度和放电能量密度。减小BaTiO_(3)纳米颗粒的尺寸使BaTiO_(3)与SiO_(2)的界面大量增加,这影响了新相的形成并且使晶体结构发生变化。导致使用较大填料颗粒的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料比使用极细填料颗粒的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料具有更致密的金相组织,更高的击穿场强和更高的放电能量密度。

关键词：复合材料表面包覆击穿场强能量密度纳米颗粒界面