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采用矩阵束方法的复合材料圆管周向导波频散数据获取

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声学学报 2024年第3期49卷 472-479页

作者：江灿武丹舒孟炯温家炜马卫卫中国科学院声学研究所北京100190 湖北航天技术研究院总体设计所航天动力先进技术湖北省重点实验室武汉430040 中国科学院大学北京100049

基于矩阵束算法,提出了一种从弧形阵列采集数据中获取复合材料圆管多模态周向导波频散数据的方法。首先根据留数定理,给出了频率域导波响应信号的多模态周向导波叠加公式,构建了阵列导波信号的Hankel矩阵;然后通过求解Hankel矩阵的广义... 详细信息

基于矩阵束算法,提出了一种从弧形阵列采集数据中获取复合材料圆管多模态周向导波频散数据的方法。首先根据留数定理,给出了频率域导波响应信号的多模态周向导波叠加公式,构建了阵列导波信号的Hankel矩阵;然后通过求解Hankel矩阵的广义特征值获取了导波的频散数据,给出了综合利用正向和反向接收弧形阵列处理结果降低频散数据中噪声的方法;最后,设计了碳纤维复合材料圆管中周向传播导波信号的测量实验,利用矩阵束方法获取了圆管周向导波的频散数据,并与采用半解析有限元方法模拟的理论频散曲线进行了对比分析。理论频散曲线与实验数据吻合良好,表明该方法具有很强的鲁棒性,即使采用空气耦合换能器作为发射接收阵列,也可以有效地从弧形阵列波形信号中获取周向导波的频散数据。

关键词：周向导波频散复合材料圆管矩阵束方法

先验规则和深度学习融合驱动的舰船电气图纸布局方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 968-981页

作者：黄一学秦克罗威吴盛郝佳夏琳中国舰船研究设计中心一二室湖北武汉430060 中国舰船研究设计中心科技创新中心湖北武汉430060 中国舰船研究设计中心一〇室湖北武汉430060 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对目前舰船总体设计过程中电气图纸设计自动化程度低、人力消耗大、易出错等问题,提出一种融合先验规则和深度学习、统筹布局和布线、可应用于工程实践的电气图纸自动化布局方法。首先,根据当前舰船电气原理图布局的拓扑特点,基于树... 详细信息

针对目前舰船总体设计过程中电气图纸设计自动化程度低、人力消耗大、易出错等问题,提出一种融合先验规则和深度学习、统筹布局和布线、可应用于工程实践的电气图纸自动化布局方法。首先,根据当前舰船电气原理图布局的拓扑特点,基于树状图拓扑结构提炼出典型的先验规则;其次,以电气连接关系为输入,自动化生成初步电气原理图;最后,采用奇异值分解方法提取连接关系特征,并使用深度神经网络对初步电气原理图参数进行优化。选取某型舰船的7张典型图纸开展应用验证,结果表明:①所提方法可在保证图纸连接关系正确的基础上,实现自动化电气设计布局布线任务,②在大样本的布线试验中,99.1%的图纸都能在10秒内完成布线。所提方法可以应用在所有连接关系为树状拓扑或可以转化为树状拓扑的电气布线任务中,实现电气图纸正确、快速、合理的自动化布线布局,有效提高电气布局布线工作中的自动化程度,进而提高舰船的总体设计能力和效率。

关键词：先验规则神经网络奇异值分解图分解

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喷淋水膜对固体表面红外辐射抑制研究

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 279-287页

作者：杨斌刘志凌韩磊李智伟王振安一峰黄志锋武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红... 详细信息

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红外辐射。建立了覆盖水膜固体表面的红外辐射传输模型,对文献中常用计算方法的结果精度进行了分析。采用水膜自由表面温度计算红外辐射误差小于0.3%,而采用固体表面温度计算红外辐射最大误差达8.32%。

关键词：水膜固体表面喷淋降温红外辐射

展向刚度对拍动式仿生胸鳍水动力性能影响的实验研究

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 31-36页

作者：郭松子李志印中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

[目的]旨在研究拍动式胸鳍沿翼展方向结构设计刚度对其水动力性能的影响。[方法]提出一种柔性仿生胸鳍的非均匀展向刚度设计方法。通过搭建的胸鳍水动力性能实验平台,测试0.3~1.0 Hz驱动频率下不同展向刚度仿生胸鳍拍动时产生的平均推... 详细信息

[目的]旨在研究拍动式胸鳍沿翼展方向结构设计刚度对其水动力性能的影响。[方法]提出一种柔性仿生胸鳍的非均匀展向刚度设计方法。通过搭建的胸鳍水动力性能实验平台,测试0.3~1.0 Hz驱动频率下不同展向刚度仿生胸鳍拍动时产生的平均推进力与平均侧向力,并结合高速摄像机采集的胸鳍运动图像序列,分析仿生胸鳍展向变形对其产生推进力的影响。[结果]实验结果表明,在测试的拍动频率范围内,柔性仿生胸鳍产生的平均推进力及平均侧向力均与鳍条的展向刚度大小及分布情况相关。通过优化机器鱼样机(XJmanta)柔性仿生胸鳍的展向刚度可使其最大游动速度提升约45%。[结论]研究成果可用于指导拍动式柔性仿生胸鳍的设计,优化胸鳍输出水动力性能,提升仿生机器鱼本体游动时的机动性。

关键词：仿生驱动器展向刚度水动力实验柔性仿生胸鳍

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舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法

爆炸与冲击 2024年第3期44卷 61-67页

作者：伍星星张伦平邹浩阳张弩王海坤刘建湖中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构... 详细信息

为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构损伤的计算方法。结果表明:(1)舱室内爆下形成的强冲击波载荷和准静态压力载荷可对舰船结构造成大范围的损伤,形成多种破坏模式;(2)舱室内爆下准静态压力载荷是舱室结构损伤破坏的主要毁伤元;(3)建立的舱室内爆载荷下结构损伤变形计算方法可同时考虑强冲击载荷和准静态压力载荷对结构的损伤破坏,理论计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：舱室内爆结构损伤冲击波载荷准静态压力载荷

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不同红椿家系苗期及幼林期在江汉平原的生长表现分析

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中南林业科技大学学报 2024年第6期44卷 11-18,68页

作者：张亚东马林江樊孝萍王昌庆胡建柳张新叶湖北省林业科学研究院湖北武汉430075 湖北省林科院石首杨树研究所湖北石首434400

【目的】红椿是湖北的重要乡土树种,但在江汉平原未有天然分布及人工栽培。选择出适宜于江汉平原地区发展的优良红椿家系,为该地区提供珍贵用材树种造林资源。【方法】以湖北恩施地区的17个红椿优树半同胞家系为研究材料,采用随机区组设... 详细信息

【目的】红椿是湖北的重要乡土树种,但在江汉平原未有天然分布及人工栽培。选择出适宜于江汉平原地区发展的优良红椿家系,为该地区提供珍贵用材树种造林资源。【方法】以湖北恩施地区的17个红椿优树半同胞家系为研究材料,采用随机区组设计,在江汉平原石首市开展平茬后2 a苗期及2 a幼林期对比试验,对不同家系连续4 a胸径(1年生时为地径)、树高和材积性状进行分析比较,开展红椿优良家系早期选择。【结果】不同家系间胸径(地径)和树高性状在所有龄期都存在极显著差异。平茬后自苗期第2年起,后续3 a的所有胸径和树高性状相互间都呈显著或极显著相关。苗期第2年起后续3 a(2020—2022年),红椿家系的胸径、树高及材积性状遗传力皆超过0.85。根据不同家系不同性状的遗传增益大小,以材积增益为主,从17个家系中筛选出3个早期表现优良的家系,即鄂13家系、鄂15家系及鄂06家系,选择强度为17.65%。【结论】3个早期优良家系材积遗传增益均超过群体平均20%,选择强度大,早期生长优势明显,年均胸径生长量2.09 cm,年均树高生长量1.78 m,这些家系将成为湖北江汉平原地区红椿良种选育的重要种质资源。

关键词：红椿生长性状家系选择江汉平原

超临界CO_(2)印刷电路板换热器热工水力特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 819-824页

作者：明杨金旸杨雯赵富龙谭思超田瑞峰哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 中国舰船研究设计中心湖北武汉430000 中国核动力研究设计院四川成都610041

对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路... 详细信息

对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路板换热器的热工水力特性计算程序,对其稳态运行时的换热参数进行了分析。结果表明:印刷电路板换热器的通道内超临界CO_(2)的对流换热系数沿流动方向发生显著变化。与设计值相比,分节点计算程序的最大相对误差小于3%,计算精度相比于集总参数方法显著提升,因此有必要采取分节点计算方法以提高计算精度。研究结果可为超临界CO_(2)布雷顿循环系统中印刷电路板换热器的设计和仿真提供参考。

关键词：超临界二氧化碳超临界流体布雷顿循环印刷电路板逆流式换热器分节点法换热特性

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基于磁性颗粒感应加热原位固化的碳纤维复合材料加筋板力学性能

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复合材料学报 2024年

作者：许玉荣胡夏芬孙澳梁纪秋武丹郝磊魏俊杰李毅超华中科技大学航空航天学院湖北航天技术研究院总体设计所航天动力先进技术湖北省重点实验室

随着碳纤维复合材料结构呈现出大型化、复杂化的发展趋势，常规的烘箱或热压罐成型工艺暴露出尺寸受限、成型周期长、能量利用率低、固化不均匀等问题，亟需探寻新型的复合材料成型工艺。本文以锰锌铁氧体作为加热载体，探究了一种基于... 详细信息

随着碳纤维复合材料结构呈现出大型化、复杂化的发展趋势，常规的烘箱或热压罐成型工艺暴露出尺寸受限、成型周期长、能量利用率低、固化不均匀等问题，亟需探寻新型的复合材料成型工艺。本文以锰锌铁氧体作为加热载体，探究了一种基于电磁感应原位加热的碳纤维复合材料固化成型新工艺。着重研究了T字型与工字型两种复杂铺层的碳纤维复合材料加筋板的加热特性、力学性能与孔隙率，并与经烘箱固化的试样件进行了对比分析。结果显示，电磁感应方法对两种结构加筋板均可以实现原位、均匀、温度可控，且不受铺层角度影响的加热与固化成型。在添加13wt%锰锌铁氧体电磁加热5.5h条件下，T字型加筋板的弯曲刚度较相同固化时间下烘箱成型试样件提升了5.2%，最大承载载荷提升了11.2%。工字型加筋板的屈曲载荷较烘箱成型试样件提升了3.3%。然而两种加筋板的孔隙率却略微增加了0.4%与0.3%。本文获得的研究结果为电磁感应固化工艺在复合材料结构成型方面的工程化应用提供了重要依据。

关键词：碳纤维复合材料锰锌铁氧体固化力学性能孔隙率

淖毛湖煤和脱碱木质素共热解挥发物组成分布规律

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：李扬吴博文于志鹏杨赫靳立军胡浩权大连理工大学化工学院煤化工研究设计所河北省冀交能源有限公司

利用固定床反应器开展了淖毛湖煤和脱碱木质素的共热解实验，并研究了共热解产物的组成和产率变化规律。研究结果表明：共热解会降低半焦产率，促进热解气产率的提升，热解气产率最大提升了33.1%，共热解对于CH4、CO的生成有明显的促进... 详细信息

利用固定床反应器开展了淖毛湖煤和脱碱木质素的共热解实验，并研究了共热解产物的组成和产率变化规律。研究结果表明：共热解会降低半焦产率，促进热解气产率的提升，热解气产率最大提升了33.1%，共热解对于CH4、CO的生成有明显的促进作用；在煤和木质素混合比例为1∶1时，煤和木质素的热解挥发分间交互作用表现最明显，热解焦油产率表现出正协同作用。在共热解过程中，愈创木酚向单酚、双酚转化，相较于理论计算值，单酚、双酚化合物的含量分别增加了2.9%和9.8%，而愈创木酚的含量降低了5.1%；其原因可能是羰基和羧基的断裂与挥发分间的交互作用增强，抑制了醚类、醛类、酸类化合物的生成，促进了酚类的生成、含氧气体的释放与热解焦油的稳定。木质素的引入，显著促进了煤热解焦油轻质化，焦油中轻质组分比例接近90%。

关键词：煤木质素共热解焦油协同作用