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膜片式微通道预冷器换热微细管束振动分析与可靠性评价方法

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中国机械工程 2024年第5期35卷 869-876,885页

作者：王正马同玲王博文顾美丹北京动力机械研究所北京100074

针对预冷吸气式组合发动机的膜片式微通道预冷器换热微细管束振动可靠性问题,建立换热微细管固有振动特性计算方法与数学模型,研究预冷器换热微细管在高速气流冲击下的振动模式,给出综合考虑旋涡脱落激振、紊流抖振和弹性激振等多种共... 详细信息

针对预冷吸气式组合发动机的膜片式微通道预冷器换热微细管束振动可靠性问题,建立换热微细管固有振动特性计算方法与数学模型,研究预冷器换热微细管在高速气流冲击下的振动模式,给出综合考虑旋涡脱落激振、紊流抖振和弹性激振等多种共振模式的预冷器换热微细管束振动可靠性评价模型,揭示预冷器换热微细管振动可靠度的变化规律。研究结果表明,预冷器换热微细管的固有振动频率与换热微细管外径、壁厚、相邻支撑间隔板之间跨度以及材料特性等参数密切相关,其振型具有正弦函数的特征;预冷器换热微细管在高速气流冲击作用下存在旋涡脱落激振、紊流抖振、弹性激振等共振模式;预冷器换热微细管振动可靠度随外侧被冷却工质流速的增大呈现出先降低后提高并趋近于某一数值的变化规律;为防止预冷器换热微细管发生共振损坏,在结构设计中要充分结合工作剖面、流动换热特性等,合理设计换热微细管束结构参数。

关键词：预冷吸气式组合发动机预冷器换热微细管束振动分析可靠性评价

FY-3B卫星中分辨率光谱成像仪可见光星上定标系统辐射性能稳定性分析

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光学学报 2024年第12期44卷 342-351页

作者：支丹丹赵其昌汪自军马晶晶张立国朱思峰周爱明上海卫星工程研究所上海201109

风云三号B星(FY-3B)中分辨率光谱成像仪(MERSI)可见光星上定标(VOC)系统辐射性能随时间衰减变化,使其难以用于MERSI的在轨绝对辐射定标。本文提出一种确定VOC辐射性能衰减变化的新方法,该方法在探究太阳光定标时机与太阳天顶角和方位角... 详细信息

风云三号B星(FY-3B)中分辨率光谱成像仪(MERSI)可见光星上定标(VOC)系统辐射性能随时间衰减变化,使其难以用于MERSI的在轨绝对辐射定标。本文提出一种确定VOC辐射性能衰减变化的新方法,该方法在探究太阳光定标时机与太阳天顶角和方位角依赖关系的基础上,分析MERSI相对辐射响应衰减变化的趋势;利用高质量的MODIS数据构建大气层顶双向反射分布函数模型,对MERSI约10年的在轨有效数据进行交叉定标处理,获取MERSI绝对辐射响应衰减变化趋势;将二者归一化后的差值作为VOC系统辐射性能的衰减变化值。结果表明:VOC系统辐射性能在发射初期衰减率较大,后期衰减趋势趋于平稳,且衰减率与波长相关;在发射初期,短波波长(<500 nm)处的最大年衰减率达到了49.51%,长波波长(800~1000 nm)处的衰减率相对较小,最大年衰减率均小于26%;在发射后期,除412 nm外(衰减率为1.91%),其余波长处年衰减率均小于0.64%。自仪器发射以来,基于本方法获得的VOC衰减数据与VOC监视数据之间的百分误差均小于15%。本文提出的VOC系统稳定性分析方法可为实现MERSI星上绝对辐射定标提供重要的参考。

关键词：辐射定标星上定标系统中分辨率光谱成像仪反射太阳通道

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热像仪的光轴热稳定性仿真及拓扑优化研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 94-100页

作者：李晶董树林金宁杨开宇杨丹徐曼普龙昆明物理研究所云南昆明650223

热成像仪由于工作环境较为恶劣,且自身发热量较大,容易导致热像仪光轴发生热偏移,严重影响其瞄准性能。为了提高红外热像仪的光轴热稳定性,以某型热像仪光轴敏感部件——折转镜为主要研究对象,研究其在不同环境温度条件下的光轴变化情况... 详细信息

热成像仪由于工作环境较为恶劣,且自身发热量较大,容易导致热像仪光轴发生热偏移,严重影响其瞄准性能。为了提高红外热像仪的光轴热稳定性,以某型热像仪光轴敏感部件——折转镜为主要研究对象,研究其在不同环境温度条件下的光轴变化情况,并通过构建折转镜的有限元仿真模型以及试验测试系统,获得与试验数据一致性较好的有限元模型;以此为基础,采用基于变密度法的拓扑优化仿真技术,以刚度最大化为设计目标,以体积分数为约束,对折转镜座进行了拓扑优化设计。通过试验测试得出,优化设计的折转镜座的光轴高温偏移量由46.1″减小到25.5″,减小了44.7%,折转镜座的光轴低温偏移量由92.9″减小到51.0″,减小了45.1%,极大地提高了折转镜的光轴热稳定性。最后,将优化后的折转镜安装到某型热像仪中进行整机试验测试,热像仪整机的高温光轴偏移量由0.461 mrad减小到0.340 mrad,下降了26.2%,低温光轴偏移量由0.485 mrad减小到0.296 mrad,下降了39.0%,证明了仿真与拓扑优化模型的可行性与有效性,为后续红外热像仪整机的轻量化设计与性能提升奠定了基础。

关键词：结构设计拓扑优化红外热像仪折转镜光轴热稳定性

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带数字电子备份的发动机控制系统设计与验证

航空动力学报 2024年第8期39卷 404-414页

作者：李琛文彬鹤左伟高敏明韩崇鹏中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航发控制系统研究所江苏无锡214063

在常规双余度数字电子控制系统基础上,提出了一种带数字电子备份的发动机控制系统方案。在主控系统失效时,数字电子备份系统可接替主控系统实现发动机各项功能的控制,提升了系统的任务可靠性;将备份系统内置于液压机械组件内部,提升系... 详细信息

在常规双余度数字电子控制系统基础上,提出了一种带数字电子备份的发动机控制系统方案。在主控系统失效时,数字电子备份系统可接替主控系统实现发动机各项功能的控制,提升了系统的任务可靠性;将备份系统内置于液压机械组件内部,提升系统的抗电子干扰和耐电磁能力。半物理和整机验证结果表明:主、备系统之间以及系统与发动机之间工作匹配良好;主备切换功能正常,切换过程参数平稳过渡,巡航状态下切换,推力扰动小于1.5%;备份系统各项控制功能正常,主控参数压比控制精度小于0.1、摆动量小于0.1,导叶控制精度小于0.15°、摆动量小于0.2°,加、减速过程燃油和导叶跟随良好,稳态、过渡态性能均满足发动机使用要求;散热设计满足器件的使用要求。

关键词：数字电子备份控制系统设计多余度半物理试验整机试验

基于分离变量算法的静压止推气体轴承节流孔特性研究

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振动与冲击 2024年第3期43卷 58-68,85页

作者：张建波陈策邓志芳张坤金海良曹逸韬苏志敏中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 陆军航空兵研究所北京101121

首先基于分离变量算法(method of separation of variables, MSV)求解了单节流孔静压气体轴承的层流边界层方程,研究了节流孔附近流场特性,阐明了节流孔出口附近压降现象是由于惯性效应导致,并研究了轴承几何参数和供气参数对压降现象... 详细信息

首先基于分离变量算法(method of separation of variables, MSV)求解了单节流孔静压气体轴承的层流边界层方程,研究了节流孔附近流场特性,阐明了节流孔出口附近压降现象是由于惯性效应导致,并研究了轴承几何参数和供气参数对压降现象的影响规律。最终提出了压降现象产生的临界条件为压比为0.940 9,也即压比大于临界压比时,压降现象消失。其次基于质量流量相等原则,结合层流边界层的MSV方法及雷诺方程的解析算法,提出了一种计算节流孔系数的新方法,并研究了轴承的几何参数及供气参数对节流孔系数的影响规律。结果显示,节流孔系数存在着参数敏感和不敏感区域,这是由于当压比小于等于0.6左右时,节流孔系数趋近于一个常数0.86左右。

关键词：静压气体止推轴承压降现象节流孔系数分离变量算法雷诺方程

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高温合金熔化焊的研究现状及发展趋势

工程科学学报 2024年第6期46卷 1065-1076页

作者：孙元秦鑫冬王诗洋侯星宇张洪宇谢君于金江中国科学院金属研究所沈阳110016 辽宁大学稀散元素化学研究所沈阳110036

综述了高温合金熔化焊的研究进展.对电弧焊、电子束焊和激光焊等常见高温合金熔化焊工艺技术的优势和应用范围进行了阐述;介绍了常见的焊接裂纹类型,并对凝固裂纹、晶界液化裂纹、应变时效裂纹和失塑裂纹的形成机理及影响因素进行了概... 详细信息

综述了高温合金熔化焊的研究进展.对电弧焊、电子束焊和激光焊等常见高温合金熔化焊工艺技术的优势和应用范围进行了阐述;介绍了常见的焊接裂纹类型,并对凝固裂纹、晶界液化裂纹、应变时效裂纹和失塑裂纹的形成机理及影响因素进行了概括总结;此外,从热输入、材料的成分和微观结构以及焊接残余应力等方面探讨了提高熔化焊焊接性的主要技术方法.由于母材合金成分和组织结构与焊接性能密切相关,在未来的发展中,应加强对新兴高温合金和传统不可焊高温合金等的成分设计,此外,也应关注焊接工艺技术的完善以及焊前和焊后处理方法的改进,协同提高高温合金的焊接性能,促进高温合金熔化焊的广泛应用.

关键词：高温合金熔化焊焊接工艺焊接裂纹焊接性

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基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 234-240页

作者：李赫王玉范凯毛艺霖丁仕波宋大鹏王梦琪丁兆堂山东省农业科学院茶叶研究所山东济南250108 青岛农业大学茶叶研究所山东青岛266109 日照市农业科学研究院茶叶研究所山东日照276827

茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度,存在准确率低,效率低,主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估... 详细信息

茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度,存在准确率低,效率低,主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估框架。首先,采集了1 000张茶树受冻后的树冠图像,并且按照4∶1分为训练集和测试集,并对训练集图像的冻害叶片进行标注。其次,采用Faster R-CNN网络对茶树的冻害叶片进行识别提取,并且分别选择了AlexNet、 VGG19和ResNet50三种特征提取器,选择鲁棒性最高的特征提取器作为主干网络。然后,将提取到的茶树冻害叶片图像进行小波变换增强处理,从而得到了一张低频率和三张高频率的图像。将小波变换处理后的图像和未经小波变换处理的图像分别输入到VGG16、 SVM、 AlexNet、 ResNet50等网络对冻害叶片进行分级,比较四种网络的分类性能。根据冻害叶片的数量、冻害叶片的程度,不同冻害程度叶片的权重系数,对茶树受冻程度打分,从而对茶树整体的冻害程度进行评估。结果表明:(1)基于ResNet50的Faster R-CNN模型提取茶树冻害叶片的性能最好,其查准率为93.33%,查全率为92.57%,高于VGG19和AlexNet作为主干网络的识别性能,可以确保大多数的冻害叶片都能被提取出来,并为叶片的冻害程度进一步分级提供基础。(2)VGG16模型分类不同冻害程度的叶片的整体准确率为89%,高于其他模型(SVM、 AlexNet、 ResNet50)的整体分类准确率,表明VGG16模型具有较高的鲁棒性。(3)小波变换处理后的冻害叶片图像与未经小波变换处理后的冻害叶片相比较,能提升模型的整体分类准确率2%~6%。说明小波变换增强技术可以提高网络的准确率。因此,本实验框架可以准确和高效地将茶树冻害叶片进行分级,对于茶园冻害程度的评估具有重要价值,为北方茶园的越冬防护提供技术支撑。

关键词：茶树冻害叶片 Faster R-CNN VGG16 小波变换

2022年青海门源M_(S)6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

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地球物理学报 2024年第2期67卷 548-570页

作者：牛鹏飞韩竹军郭鹏李科长吕丽星中国地震局地质研究所北京100029

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层"避让带"和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层... 详细信息

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层"避让带"和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层"避让带"提供了有利条件.2022年门源M_(S)6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m,R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若走滑型活断层评估的最大潜在震级与此次门源地震震级相近(~M 7.0),根据建(构)筑物类别,建议确定"避让带"宽度时参考本文获得的破裂带有效宽度(70或50 m).对于单一走滑型错动面发育地段,按建(构)筑物类别向两侧各扩展35或25 m即可;而对于活断层斜列阶区、平行断层围限区、走向弯曲区和双陡倾角错动面发育地段,在这些复杂几何结构分布范围的基础上需要各向两侧扩展35或25 m.本文研究结果可为建(构)筑物选址避让走滑型断层提供参考依据.

关键词：走滑型地震地震地表破裂带活断层"避让带"宽度门源M_(S)6.9地震工程抗震设防

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使用同名弧距的卫星影像油罐高度反演模型

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 411-418页

作者：龙恩吕守业曲小飞孟钢赖广陵杨宇科北京市遥感信息研究所北京100011

为提高卫星影像反演油罐高度的精度,构建了一种使用同名弧距(same name arc distance,SNAD)的圆柱型油罐高度反演模型。首先,定义单幅卫星影像上SNAD概念,明确油罐影像的主要几何要素及其物理意义;然后,结合圆柱型油罐空间结构的各向同... 详细信息

为提高卫星影像反演油罐高度的精度,构建了一种使用同名弧距(same name arc distance,SNAD)的圆柱型油罐高度反演模型。首先,定义单幅卫星影像上SNAD概念,明确油罐影像的主要几何要素及其物理意义;然后,结合圆柱型油罐空间结构的各向同性特征,进行成像条件多策略组合的成像模拟,构建高度反演模型;最后,明确模型中各输入参数,推导SNAD核心参数解算方法。选取四型亚米级卫星影像,对两型油罐进行高度反演实验,与常规方法进行对比分析。所提方法能有效地实现多型卫星图像上同名弧边的检测和高度反演,在反演精度方面,所提模型的均方根误差为0.50~1.00 m,平均达0.78 m,而常规模型的均方根误差为9.28~9.59 m,平均仅为9.44 m;在反演的稳定性方面,所提模型标准差为0.35~0.63 m,平均为0.46 m,而常规模型标准差为6.50~6.69 m,平均为6.60 m。结果表明,所提模型反演精度高、稳定性好、普适性强、便捷高效,为开展卫星影像油罐高度反演及精细化判读提供一种新的模型算法。

关键词：同名弧距高分辨率影像圆柱型油罐油罐高度反演模型