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非厄米力学系统基本原理与研究进展

力学进展 2024年第1期54卷 1-60页

作者：耿琳琳袁锦波程文胡更开周萧明飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京理工大学宇航学院

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介... 详细信息

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介绍,阐明经典系统与非厄米系统的关联和扩展关系,并介绍相关前沿研究进展.首先介绍非厄米力学系统中的奇异点、宇称-时间反演对称性等基本概念,并介绍奇异点微扰理论及其在高灵敏度传感等领域的应用机理,之后介绍奇异点附近特征值曲面的拓扑结构,以及环绕奇异点的模态演化规律,最后介绍非厄米力学系统中的拓扑波动行为.

关键词：非厄米系统非保守系统奇异点宇称-时间反演对称非厄米拓扑

基于区域路标引导的月面大范围高效行驶导航技术

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载人航天 2024年第3期30卷 337-345页

作者：刘传凯魏晓东王晓雪袁春强刘茜胡晓东黄钊北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航空航天大学宇航学院北京100191

载人月球探测任务中,受月面环境的复杂性和车载系统配置的限制,仅依靠车载导航系统难以全自主实现精确导航,需要遥操作中心对载人车大范围移动进行智能化支持。针对载人车在复杂月面环境中进行远距离探测时的高效导航问题,提出了基于区... 详细信息

载人月球探测任务中,受月面环境的复杂性和车载系统配置的限制,仅依靠车载导航系统难以全自主实现精确导航,需要遥操作中心对载人车大范围移动进行智能化支持。针对载人车在复杂月面环境中进行远距离探测时的高效导航问题,提出了基于区域路标引导的月面大范围高效行驶导航方法,通过分析载人车导航相机成像区域,将全路线可视区域中的月坑构建为月面路标图;并利用载人车导航相机图像中的月坑构建导航相机路标图,使用子图匹配的方法确定载人车可视区域内的月坑和环月卫星影像中月坑的对应关系,从而完成载人车位姿的解算。仿真试验结果表明:提出方法可以实现大范围移动过程中的高效导航。

关键词：遥操作机器视觉子图匹配视觉定位

水热-烧结法制备Cr^(2+):ZnSe/ZnSe核壳结构纳米孪晶

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无机材料学报 2024年第4期39卷 409-415页

作者：张婷婷王方园刘长友张国荣吕佳辉宋宇晨介万奇西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室西安710072

Cr^(2+)掺杂ZnSe纳米晶是一种重要的中红外材料,核壳结构的ZnSe基半导体纳米晶表现出优异的光学、电学与催化性能。纳米晶的缺陷可以影响其性能,如具有孪晶结构的纳米晶拥有更高的强度和硬度。为了提高掺杂纳米晶的综合性能,本工作以可... 详细信息

Cr^(2+)掺杂ZnSe纳米晶是一种重要的中红外材料,核壳结构的ZnSe基半导体纳米晶表现出优异的光学、电学与催化性能。纳米晶的缺陷可以影响其性能,如具有孪晶结构的纳米晶拥有更高的强度和硬度。为了提高掺杂纳米晶的综合性能,本工作以可溶性Zn盐为Zn源,以新制NaHSe溶液为Se源,以Cr(AC)_(2)为掺杂源,通过两次水热过程制备了核壳结构Cr^(2+):ZnSe/ZnSe,在氩气保护或高真空下分别于400和800℃烧结获得了室温下化学性质稳定的纳米晶。结构和形貌表征结果显示,纳米晶尺寸主要集中在20~30 nm之间,壳体厚度约为2.6 nm,纳米晶具有层错缺陷,并由此发展成为孪晶。分析可知孪晶面为(111),相邻两晶面夹角为70.02°,误差在±0.5°以内。随着样品结晶度提高,孪晶密度增大,表明释放晶格畸变能为层错和孪晶的形成提供驱动力,孪晶的形核与长大符合位错诱导机制。XPS分析表明,Cr元素以+2价存在于纳米晶中;反射光谱测试结果分析发现,烧结的纳米晶在1775 nm附近存在吸收带,表明所制纳米孪晶具有潜在的中红外发光性能。

关键词： Cr^(2+):ZnSe 核壳结构纳米孪晶孪晶机制烧结

砂-黏土中结合水含量及渗透性的非等温耦合效应

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 375-384页

作者：黄远浩张志超肖杨李林航重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

土体结合水性质、渗透性及温度之间的耦合关系,很大程度上决定了土体的温度-渗流-应力耦合行为。开展了非等温条件下饱和土的结合水含量及渗透性试验研究,以揭示温度变化对不同粒径和黏粒含量土体吸附结合水含量和渗透系数的影响机制。... 详细信息

土体结合水性质、渗透性及温度之间的耦合关系,很大程度上决定了土体的温度-渗流-应力耦合行为。开展了非等温条件下饱和土的结合水含量及渗透性试验研究,以揭示温度变化对不同粒径和黏粒含量土体吸附结合水含量和渗透系数的影响机制。研究表明,温升可导致土体吸附结合水含量显著降低,且结合水含量-温度关系显著依赖于颗粒粒径和黏粒含量。由于土粒间的相互作用及结构性效应依赖于黏粒含量及温度,成型砂土/低含黏土和黏土/高含黏土样结合水含量分别不同程度地高于和低于散状土样。同时,温度升高将引起土体渗透系数不同程度的增大,这与升温下自由水运动黏度和吸附结合水含量的降低等因素密切相关,这些因素的作用程度又依赖于黏粒含量和土体孔隙率。在非等温条件下,忽略结合水效应将分别高估和低估低黏粒含量和高黏粒含量土体的渗透性随温度的变化。

关键词：饱和土结合水含量温度渗透系数黏粒含量

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采用重组模板的权重优化WENO-Z格式

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 187-197页

作者：柴得林王强易贤刘宇中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000

针对精确模拟含激波等复杂流动结构的流场对高精度格式的低耗散低色散要求,基于5阶有限差分WENO-Z格式,提出一种模板重组技术。在计算WENO非线性权时,引入一个由3点模板重新组合的4点模板,优化原格式中各模板的权重分配,进而提出了两种... 详细信息

针对精确模拟含激波等复杂流动结构的流场对高精度格式的低耗散低色散要求,基于5阶有限差分WENO-Z格式,提出一种模板重组技术。在计算WENO非线性权时,引入一个由3点模板重新组合的4点模板,优化原格式中各模板的权重分配,进而提出了两种改进WENO-Z格式。采用近似色散关系分析方法对改进前后格式色散与耗散特性进行了对比与分析。分析表明:两种改进格式耗散有不同程度的降低。数值实验表明:改进格式具有更优越的激波捕捉性能,对小尺度流场结构具有更高的分辨率。

关键词：模板重组权重 WENO格式

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结冰风洞小流量发动机进气部件防冰试验技术

航空动力学报 2024年第4期39卷 1-7页

作者：冉林熊建军赵照易贤中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000

为满足国产航空发动机小流量进气防冰试验的需求,基于结冰风洞的发动机进气模拟系统,分析了典型小流量发动机进气部件的进气特征,开展了小流量发动机进气模拟方法研究。提出采用水环真空泵解决了大流阻进气导致吸气管道压力大幅度降低问... 详细信息

为满足国产航空发动机小流量进气防冰试验的需求,基于结冰风洞的发动机进气模拟系统,分析了典型小流量发动机进气部件的进气特征,开展了小流量发动机进气模拟方法研究。提出采用水环真空泵解决了大流阻进气导致吸气管道压力大幅度降低问题,在此基础上,优化了发动机进气模拟系统,建立了在结冰风洞开展小流量发动机进气部件防冰试验的流程,并应用于某型号小流量发动机进气部件防冰试验。结果表明:发动机进气模拟系统满足小流量发动机进气部件防冰试验要求,进气流量控制精度达到±0.05 kg/s(±0.33%FS),试验过程中的流量变化可用于辨别防冰效果。相关研究为发动机进气模拟系统设计、优化和小流量发动机进气部件的防冰特性考核提供了参考依据。

关键词：结冰风洞发动机进气模拟系统小流量发动机进气部件防冰试验进气流量

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安全壳内放射性气溶胶输运特性模拟研究

核动力工程 2024年第2期45卷 88-95页

作者：田家铭王跃社李彪邹琳西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为探明实际安全壳尺寸下严重事故中放射性气溶胶的输运特征,利用计算流体动力学和颗粒群平衡方程耦合,模拟了严重事故中放射性气溶胶在安全壳内的空间分布规律,并重点定量分析了不同聚并机制和沉积机制对于气溶胶输运过程的影响。结果表... 详细信息

为探明实际安全壳尺寸下严重事故中放射性气溶胶的输运特征,利用计算流体动力学和颗粒群平衡方程耦合,模拟了严重事故中放射性气溶胶在安全壳内的空间分布规律,并重点定量分析了不同聚并机制和沉积机制对于气溶胶输运过程的影响。结果表明,粒径小于0.1μm的气溶胶颗粒的相互作用主要受布朗聚并影响,粒径大于10μm的主要受湍流惯性聚并影响,粒径介于两者之间的受布朗聚并和湍流聚并(湍流惯性聚并和湍流剪切聚并)共同影响。对于沉积现象,粒径小于0.1μm的气溶胶主要受布朗扩散沉积影响,粒径大于0.1μm的主要受重力沉积影响。湍流聚并的平均聚并速度是布朗聚并速度的2.99倍,布朗扩散沉积的平均沉积速率是重力沉积的1.38倍。本研究为实际安全壳尺寸下放射性气溶胶去除技术的选取提供了解决思路。

关键词：安全壳气溶胶颗粒群平衡聚并沉积输运性质

超高参数碳捕集燃煤发电机组变工况[火用]分析

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 970-977页

作者：符悦刘明王立元严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

二氧化碳捕集与封存是在保证能源安全的基础上实现气候变化应对目标的重要技术路径,是电力以及工业部门实现碳减排的重要战略选择。但是,高能耗及伴生问题是制约碳捕集与封存规模化发展的关键因素。本文研究了超高参数燃煤发电机组耦合... 详细信息

二氧化碳捕集与封存是在保证能源安全的基础上实现气候变化应对目标的重要技术路径,是电力以及工业部门实现碳减排的重要战略选择。但是,高能耗及伴生问题是制约碳捕集与封存规模化发展的关键因素。本文研究了超高参数燃煤发电机组耦合全烟气碳捕集系统的变工况[火用]损分布规律,比较了两种汽轮机构型的低碳排放燃煤机组的变工况性能。结果表明:全烟气碳捕集时,碳捕集系统的能耗为3.9 GJ·t^(-1)CO_(2),吸收过程和解吸过程的不可逆性导致吸收塔和解吸塔[火用]效率低。将碳捕集系统集成到燃煤电站后,采用回热汽轮机排汽系统构型的效率较采用中压缸排汽的效率高1.5%,并且在变负荷运行时采用回热汽轮机排汽系统构型效率较采用中压缸排汽的机组效率也有明显提升。

关键词：碳捕集能耗超高参数机组系统集成

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蒸汽热网辅助热电联产机组调频性能研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 40-45页

作者：王娜马国锋王宇刘明严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

提高火电机组调峰调频能力是我国构建新型电力系统的迫切需求,利用工业蒸汽热网蓄能有望提升热电联产机组的调频性能。本文采用GSE软件建立了蒸汽热网动态模型,研究了蒸汽热网辅助调频过程中热网蒸汽压力、蓄能及机组输出功率的动态变... 详细信息

提高火电机组调峰调频能力是我国构建新型电力系统的迫切需求,利用工业蒸汽热网蓄能有望提升热电联产机组的调频性能。本文采用GSE软件建立了蒸汽热网动态模型,研究了蒸汽热网辅助调频过程中热网蒸汽压力、蓄能及机组输出功率的动态变化规律。结果表明,研究对象蒸汽热网的最大调频持续时间为400 s,供汽阀门关闭,机组最大功率增量为33 MW,连续五次关闭阀门可获得1111 MWh额外累计发电量。

关键词：工业蒸汽热网蓄能调峰调频