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石英挠性加速度计力矩器仿真建模与优化设计

中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 492-498,510页

作者：许哲徐啸韩志强陈崇陈泓玮上海机电工程研究所上海201109

石英挠性加速度计中磁场性能直接影响加速度计输出精度,而力矩器是影响加速度计内部磁场的关键。因此,以石英挠性加速度计中力矩器为研究对象,采用等效磁路方法建立含补偿环元件的力矩器工作气隙磁场数学模型,以此为基础分析工作气隙磁... 详细信息

石英挠性加速度计中磁场性能直接影响加速度计输出精度,而力矩器是影响加速度计内部磁场的关键。因此,以石英挠性加速度计中力矩器为研究对象,采用等效磁路方法建立含补偿环元件的力矩器工作气隙磁场数学模型,以此为基础分析工作气隙磁场均匀性和磁场强度等性能,并采用多参数优化方法对力矩器系统进行整体优化。仿真结果表明,优化模型有效提升力矩器工作气隙磁场均匀性,磁场轴向极差ΔB_(R)由386.3396 mT缩小至108.2755 mT,端点极差ΔB_(D)由217.8894 mT缩小至2.1934 mT,线圈位置气隙轴向磁场几乎保持对称,从而降低加速度计输出非线性,验证了优化方案的可行性。

关键词：石英挠性加速度计力矩器等效磁路磁场均匀性多参数优化

基于DE-MCMC方法的滑坡堆积体土壤水力参数反演研究

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灾害学 2024年第3期 48-53页

作者：蔡忠周严海文李美骏邵伟杨宗佶南京信息工程大学水文与水资源工程学院水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室青海省气象灾害防御技术中心中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

极端降雨条件下，入渗可急剧增大滑坡体中软弱结构面上的土壤含水量和孔隙水压力，是触发滑坡的重要因素。因此，土壤水动力模拟是滑坡预警系统的核心，其模拟结果的准确与否取决于土壤渗透特性的参数化。该文以汶川地震扰动区的银洞子... 详细信息

极端降雨条件下，入渗可急剧增大滑坡体中软弱结构面上的土壤含水量和孔隙水压力，是触发滑坡的重要因素。因此，土壤水动力模拟是滑坡预警系统的核心，其模拟结果的准确与否取决于土壤渗透特性的参数化。该文以汶川地震扰动区的银洞子滑坡堆积体为例，以土壤含水量野外观测数据为基础，基于Richards方程构建入渗模型，利用自适应差分演化算法的马尔科夫链蒙特卡罗方法（Differential Evolution Markov chain Monte Carlo，简称DE-MCMC）反演van Genuchten土壤水力参数。通过比较土壤含水量的模拟值与实测值的拟合程度，评估DEMCMC算法在土壤水动力模拟中的适用性。结果表明，基于DE-MCMC算法反演的后验参数极大降低了先验参数分布的不确定性，并显著提升土壤含水量的模拟精度。将DE-MCMC方法应用于滑坡水文，可有效率定土壤渗透特性参数，为降雨型滑坡预警提供更为可靠的土壤水动力模拟结果。

关键词：滑坡堆积体土壤水分特征曲线参数反演 van Genuchten模型 DE-MCMC算法 Richards方程

高心墙堆石坝接触黏土与岸坡接触特性的离心模型研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1300-1308页

作者：朱雨萌李国英米占宽魏匡民陈子玉南京水利科学研究院江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210029 河海大学江苏南京210024

为了提高砾石土心墙与岸坡之间的变形协调性,高心墙堆石坝通常在心墙与岸坡之间设置高塑性黏土,统称为接触黏土,接触黏土的变形特性对高心墙的应力变形性状和心墙的安全性有重大影响。开展了4组接触黏土与岸坡接触面的局部离心模型试验... 详细信息

为了提高砾石土心墙与岸坡之间的变形协调性,高心墙堆石坝通常在心墙与岸坡之间设置高塑性黏土,统称为接触黏土,接触黏土的变形特性对高心墙的应力变形性状和心墙的安全性有重大影响。开展了4组接触黏土与岸坡接触面的局部离心模型试验,通过调整施加的上覆荷载大小来探讨原型坝体不同高程处的接触面剪切位移发展规律。基于理论分析,提出了一个计算接触黏土与岸坡接触面离心模型试验中边界效应影响范围的解析表达式,以确定接触面离心试验中试验模型的相似比尺。试验结果表明:在原型坝体的不同高程处,接触黏土与岸坡之间均会产生一定的剪切位移,但不会出现分离现象;接触黏土和砾质心墙土变形主要以竖向下沉为主,并且接触黏土与砾质心墙土之间的沉降等值线变化较为连续,未出现陡变情况,这说明接触黏土起到了很好地协调变形的作用,因此在进行高心墙堆石坝的结构安全性分析过程中应考虑接触黏土与岸坡的接触效应。

关键词：高心墙堆石坝接触黏土-岸坡接触面离心模型边界效应

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堰塞坝开发利用综合评价方法与应用

人民长江 2024年第4期55卷 19-24页

作者：周彦章钱逸何宁张中流尹祥南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210029

现阶段堰塞坝开发利用工程设计建设大多沿用传统土石坝相关技术理论,应急抢险、风险分析及开发利用可行性分析完成后,缺少针对堰塞坝开发利用效果的定量评价方法。通过分析社会及生态、供水灌溉、发电功能及投资回报等堰塞坝开发利用需... 详细信息

现阶段堰塞坝开发利用工程设计建设大多沿用传统土石坝相关技术理论,应急抢险、风险分析及开发利用可行性分析完成后,缺少针对堰塞坝开发利用效果的定量评价方法。通过分析社会及生态、供水灌溉、发电功能及投资回报等堰塞坝开发利用需求,建立堰塞坝开发利用综合评价指标体系和多级模糊综合评价模型,引入云模型改进的层次分析法确定各指标权重,结合构建的隶属度函数确定各指标隶属度,并以红石岩、唐家山、白格、舟曲泥石流堰塞坝为典型案例,综合评价国内典型堰塞坝开发利用效果。结果表明:堰塞坝开发利用综合评价体系满足需求效果及收益最大化的评价要求,改进的多级模糊综合评价模型较好地解决了评价指标随机性、离散性等问题;综合评价结果与工程实际情况基本相符,评价体系及模型具有较好的适用性。研究成果可为堰塞坝开发利用综合评价提供理论参考和实践依据。

关键词：堰塞坝开发利用指标隶属度综合评价模型改进云模型

仿生爬壁机器人:研究基础、关键技术及发展预测

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科学通报 2024年第17期69卷 2380-2400页

作者：裴香丽刘书豪师瑞卓魏安民吴志伟戴振东南京航空航天大学机电学院仿生结构与材料防护研究所南京210016

爬壁机器人是移动机器人的重要分支,能代替人工在高危、狭小、恶劣等环境工作.研制仿生爬壁机器人从筛选具有优异攀爬能力的动物,研究其运动行为、机体结构、附着能力、感知控制的规律入手,凝练爬壁机器人设计准则,发展灵活、轻质、微... 详细信息

爬壁机器人是移动机器人的重要分支,能代替人工在高危、狭小、恶劣等环境工作.研制仿生爬壁机器人从筛选具有优异攀爬能力的动物,研究其运动行为、机体结构、附着能力、感知控制的规律入手,凝练爬壁机器人设计准则,发展灵活、轻质、微型、适应性广的移动机器人,为航空、航天、救援等提供必要的装备.这类研究受到基础科学、工程技术和产业应用等领域专家的广泛关注.本文梳理仿生爬壁机器人研究的现状,总结典型攀爬动物的运动行为、附着机制,归纳爬壁机器人的附着方式、移动机构和运动控制等方面的关键技术,分析仿生爬壁机器人附着和移动方式的特点,给出已有爬壁机器人的仿生度,并展望仿生爬壁机器人的核心问题和发展趋势,为未来仿生爬壁机器人的发展提供参考意见.

关键词：仿生爬壁机器人仿生附着机理移动方式控制方法

预应力混凝土风机塔架结构安全性影响因素研究

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水电能源科学 2024年第5期42卷 202-206,130页

作者：张俊俊甄理黄昊孙林远刘志鹏陈改新中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点验室北京100038 中国水利水电科学研究院水利部水工程材料重点实验室北京100038 水利部产品质量标准研究所浙江杭州310024

预应力混凝土塔架较钢制塔架具有更高的抗疲劳特性及稳定性,能够满足复杂地形的建设需求。基于现场监测数据,利用混凝土塑性损伤模型对塔架结构进行全尺寸建模,通过对比监测数据与数值仿真结果,研究了预应力损失、混凝土劣化及表观缺陷... 详细信息

预应力混凝土塔架较钢制塔架具有更高的抗疲劳特性及稳定性,能够满足复杂地形的建设需求。基于现场监测数据,利用混凝土塑性损伤模型对塔架结构进行全尺寸建模,通过对比监测数据与数值仿真结果,研究了预应力损失、混凝土劣化及表观缺陷等因素对塔架结构力学性能的影响规律。结果表明,预应力混凝土塔架结构安全受多种因素影响,随着结构的劣化塔架刚度逐渐软化,低阶振型对结构共振的影响较大,塔架结构损伤形式趋向于受拉破坏。

关键词：混凝土塔架预应力损失混凝土劣化表观缺陷塑性损伤

人工智能的学科汇聚现象及其对科研范式的影响研究

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社会科学战线 2024年第3期345卷 26-40页

作者：王彦雨雍熙高芳中国科学院自然科学史研究所北京100190 中华人民共和国水利部信息中心北京100053 科技部中国科学技术信息研究所北京100038

2015年起,以深度学习为代表的人工智能技术,迅速与科学研究各个领域相汇聚,并逐渐成为一种通用型科研赋能工具,形成了独特的“AI for Sciences”现象。文章系统梳理了自人工智能诞生之日起,其与科学活动的整体汇聚历程及阶段性特征,并... 详细信息

2015年起,以深度学习为代表的人工智能技术,迅速与科学研究各个领域相汇聚,并逐渐成为一种通用型科研赋能工具,形成了独特的“AI for Sciences”现象。文章系统梳理了自人工智能诞生之日起,其与科学活动的整体汇聚历程及阶段性特征,并结合人工智能研究范式的转变,以及当代科学所面临的高维灾难、数据灾难等问题,分析“AI+科学”热潮形成的动因。通过文献计量学方法,对人工智能与化学、地球科学、天文学、物理学、生物学、材料科学等基础科学的汇聚态势进行分析,在此基础上总结归纳了人工智能技术对科学研究的独特赋能能力,如信息归类的智能化、扩展科学模拟规模、基于数据的科学预测、实现高维方程求解、进行经验试错替代、探索新科学猜想等。

关键词：人工智能学科汇聚科研范式汇聚态势

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地面无人装备火控系统多模智能控制策略研究

火炮发射与控制学报 2024年

作者：贺宝成韩磊赵凯王越王晶西北机电工程研究所

通过对地面无人装备火控系统自主化工作流程进行讨论分析，研究了目标指示、跟随和稳定3种模式下的工作原理。针对传统火控系统以一套控制参数适应多种工况的控制方式灵活性差、跟踪和稳定性能很难做到兼容的情况，提出了一种多工作模... 详细信息

通过对地面无人装备火控系统自主化工作流程进行讨论分析，研究了目标指示、跟随和稳定3种模式下的工作原理。针对传统火控系统以一套控制参数适应多种工况的控制方式灵活性差、跟踪和稳定性能很难做到兼容的情况，提出了一种多工作模式智能切换策略及多控制参数最优匹配的方法。研究结果表明，通过对多种模式的位置环控制器和速度环控制器设计和参数调试，提高了火控系统目标指示快速响应能力、火力线快速跟随性能和隔离载体扰动的稳定性能，适应了无人装备不同工况的使用需求。

关键词：地面无人装备多模智能控制最优匹配模式智能切换

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“群对群”协同对抗的规划与制导问题研究

中国科学：技术科学 2024年第3期54卷 377-390页

作者：江涌王林波王蒙一中国长峰机电技术研究设计院北京100854 北京电子工程总体研究所北京100854

随着未来空天飞行器的飞行速度和机动性不断增强,以及集群规模化攻击样式的发展,防御方传统的“一对一”对抗模式已经难以适用,采用多个飞行器形成集群,以“群对群”的协同方式进行对抗,将成为一种有效的技术途径.本文针对群体目标的对... 详细信息

随着未来空天飞行器的飞行速度和机动性不断增强,以及集群规模化攻击样式的发展,防御方传统的“一对一”对抗模式已经难以适用,采用多个飞行器形成集群,以“群对群”的协同方式进行对抗,将成为一种有效的技术途径.本文针对群体目标的对抗场景,探讨了“群对群”协同对抗的规划与制导问题.首先系统介绍了空天目标攻击样式和目标特性的发展,总结提炼研究的背景需求与典型场景;再针对典型场景提出了群对群协同对抗的初步方案,简述了国内外研究情况,并梳理了规划与制导的关键技术,包括编组构建与目标分配、集群目标建模与估计、集群协同围捕与制导、集群编队随动保持与控制等;然后结合部分关键技术的研究进展,对重点问题进行了数字仿真,初步验证其可行性;最后针对群对群协同对抗的规划与制导技术的应用前景与发展方向进行了展望.

关键词： “群对群” 协同对抗规划与制导协同围捕