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Ni_(43.5)Co_(19)Cr_(10)Fe_(10)Al_(15)Ti_(2)Mo_(0.5)共晶高熵合金快速凝固行为及组织调控

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金属学报 2025年第1期61卷 191-202页

作者：卢健麟任化永谢桉王建潼何峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

为了探索共晶高熵合金在增材制造过程中的快速凝固行为,本工作研究了冷却速率等凝固条件对共晶高熵合金相面积分数、相成分、晶粒形貌及力学性能的影响规律。通过铜模浇铸和选区激光熔化(SLM)分别制备Ni_(43.5)Co_(19)Cr_(10)Fe_(10)Al_... 详细信息

为了探索共晶高熵合金在增材制造过程中的快速凝固行为,本工作研究了冷却速率等凝固条件对共晶高熵合金相面积分数、相成分、晶粒形貌及力学性能的影响规律。通过铜模浇铸和选区激光熔化(SLM)分别制备Ni_(43.5)Co_(19)Cr_(10)Fe_(10)Al_(15)Ti_(2)Mo_(0.5)共晶高熵合金,采用SEM、EBSD及TEM对其凝固行为进行了分析,并测试了对应凝固条件下的力学性能。结果表明,在冷却速率最低的铸态试样心部,fcc领先相较多且形成等轴晶,而B2相的相面积分数为16.9%。在冷却速率更快的铸态试样表层,fcc领先相明显减少,B2相面积分数增加至23.0%。同时,铸态试样中各个区域B2相中Al元素浓度均为23.2%(原子分数,下同)。然而,在冷却速率最大的SLM试样中,B2相的面积分数最小,垂直于打印方向的统计结果为15.8%,且B2相中Al元素浓度降低至16.5%。SLM试样中B2相面积分数的下降是由于过快的冷却速率引起溶质截留,形成过饱和固溶体,导致达到共晶成分的液相减少。此外,扫描速率较大时,温度梯度较大,SLM试样普遍由柱状晶组成;当扫描速率降低至500 mm/s时,由于温度梯度减小,发生了柱状晶-等轴晶转变。SLM试样的力学性能优于铸态试样,平均室温抗拉强度达(1320.5±4.5)MPa,平均断裂延伸率达到(25.8±2.2)%。

关键词：共晶高熵合金快速凝固选区激光熔化

基于领域系统的复杂装备技术状态管理建模方法

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系统工程与电子技术 2025年第1期47卷 126-140页

作者：冯蕴雯陈俊宇路成刘晚移西北工业大学航空学院陕西西安710072

为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建... 详细信息

为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建基于DS的复杂装备技术状态管理基本架构,设计DS元模型、DS模型、DS模式的建模方法,将国防部体系架构元模型(Department of Defense Architecture framework metamodel,DM2)进行复杂装备技术状态管理领域化重组为DS元模型,并通过领域元数据映射为DS模型,使其有序组织为适用于具体装备技术状态管理的DS模式。为验证所提方法的有效性,以运载火箭结构系统多视图物料清单(X bill of material,XBOM)为案例,开展基于DS的技术状态管理应用。结果表明,所提方法可为其技术状态管理提供兼具建模的一致性和可追溯性的实施方案,为复杂装备技术状态管理的领域模型配置提供指导性思路。

关键词：复杂装备技术状态管理基于模式的系统工程国防部体系架构元模型建模

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基于信息表征增强的空间弱小目标检测方法

计算机学报 2025年第03期 537-555页

作者：范铭楷薛丹娜闫庆森朱宇孙瑾秋张艳宁西北工业大学计算机学院西北工业大学航天学院

基于深度学习的目标检测技术近年来取得了显著进展,已被广泛应用于多个领域。然而,目前尚缺乏专门针对空间目标设计的深度学习检测方法。与自然图像目标检测相比,空间目标检测面临着独特的挑战:首先,由于拍摄距离极远,空间目标在图像中... 详细信息

基于深度学习的目标检测技术近年来取得了显著进展,已被广泛应用于多个领域。然而,目前尚缺乏专门针对空间目标设计的深度学习检测方法。与自然图像目标检测相比,空间目标检测面临着独特的挑战:首先,由于拍摄距离极远,空间目标在图像中通常仅呈现为包含少量像素的弱小光斑,缺乏清晰的形状和颜色特征;另外,复杂的空间环境以及设备因素会导致图像中存在各种噪声,例如杂散光引起的明亮背景、相机因素导致的热像素噪声;最后,视场中密集的恒星会导致在空间图像中容易出现部分光斑相互粘连的情况。上述难点无疑增加了空间目标检测的难度。本文提出了一种基于信息表征增强的无锚框空间弱小目标检测方法,该方法通过设计端到端卷积神经网络模型,能够实现同时对空间弱小目标检测和质心定位。针对目标弱小、背景噪声干扰的问题,我们首先设计了跨空间-通道注意力模块和压缩-激励的多尺度特征融合模块,提升模型对含噪图像中弱小目标的有效信息关注度,从而提高噪声背景下目标的检测能力;在此基础上,为了进一步解决光斑粘连的问题,我们引入了基于密度图的损失函数,通过使模型更加直接地学习图像中目标的整体空间分布与数量信息,以此使模型掌握粘连光斑中目标的数量,从而更准确分辨粘连光斑中各个独立目标。此外,本文仿真了包含点状、条状目标和多种噪声背景的空间图像,并对目标的质心位置、边界框和像素坐标进行了精细标注。为验证方法的有效性,我们在本文的仿真图像与公开的实拍序列图像数据集SpotGEO中进行了实验验证。在仿真图像数据测试中,本文方法的F1分数为95.34%,并实现了0.4478的亚像元级平均质心定位精度。同时,我们还对本文方法进行了不同噪声强度影响下质心定位精度测试以及不同硬件条件下处理效率测试,以更全面分析本文方法的能力。在公开的实拍序列图像数据集SpotGEO中,本文方法结合引入的序列后处理方法取得的F1分数为93.08%。实验结果证明了本文方法对空间弱小目标准确检测和精确定位方面的优越性能。

关键词：空间弱小目标检测质心定位注意力机制特征融合数量信息

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图像信息输入下的软线重构与抓取验证

智能系统学报 2025年

作者：邱介禄王明明西北工业大学航天学院西北工业大学深圳研究院

针对使用机器人对柔性物体进行操作的复杂任务，设计了一种简洁高效的软线抓取方法。首先利用双目相机和图像处理方法对软线进行测量，结合坐标系间的转换关系，从图像中还原了其特征点的空间坐标信息；采用Frenet标架对软线进行了建模... 详细信息

针对使用机器人对柔性物体进行操作的复杂任务，设计了一种简洁高效的软线抓取方法。首先利用双目相机和图像处理方法对软线进行测量，结合坐标系间的转换关系，从图像中还原了其特征点的空间坐标信息；采用Frenet标架对软线进行了建模重构，以获取软线上任意点的位置与弯曲方向信息；提出了六自由度机械臂的位姿表示及转换方法以及相机的标定流程，将曲线任意弧长处的坐标值和Frenet标架方向转换为夹爪末端的位姿参数，最后开展了目标点处沿软线弯曲方向抓取软线的地面实验，验证了方法的有效性。

关键词：软线视觉感知深度相机图像处理坐标计算曲线重构位姿转换机械臂抓取

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基于信息表征增强的空间弱小目标检测方法

计算机学报 2025年

作者：范铭楷薛丹娜闫庆森朱宇孙瑾秋张艳宁西北工业大学计算机学院西北工业大学航天学院

基于深度学习的目标检测技术近年来取得了显著进展，已被广泛应用于多个领域。然而，目前尚缺乏专门针对空间目标设计的深度学习检测方法。与自然图像目标检测相比，空间目标检测面临着独特的挑战：首先，由于拍摄距离极远，空间目标在... 详细信息

基于深度学习的目标检测技术近年来取得了显著进展，已被广泛应用于多个领域。然而，目前尚缺乏专门针对空间目标设计的深度学习检测方法。与自然图像目标检测相比，空间目标检测面临着独特的挑战：首先，由于拍摄距离极远，空间目标在图像中通常仅呈现为包含少量像素的弱小光斑，缺乏清晰的形状和颜色特征；另外，复杂的空间环境以及设备因素会导致图像中存在各种噪声，例如杂散光引起的明亮背景、相机因素导致的热像素噪声；最后，视场中密集的恒星会导致在空间图像中容易出现部分光斑相互粘连的情况。上述难点无疑增加了空间目标检测的难度。本文提出了一种基于信息表征增强的无锚框空间弱小目标检测方法，该方法通过设计端到端卷积神经网络模型，能够实现同时对空间弱小目标检测和质心定位。针对目标弱小、背景噪声干扰的问题，我们首先设计了跨空间-通道注意力模块和压缩-激励的多尺度特征融合模块，提升模型对含噪图像中弱小目标的有效信息关注度，从而提高噪声背景下目标的检测能力；在此基础上，为了进一步解决光斑粘连的问题，我们引入了基于密度图的损失函数，通过使模型更加直接地学习图像中目标的整体空间分布与数量信息，以此使模型掌握粘连光斑中目标的数量，从而更准确分辨粘连光斑中各个独立目标。此外，本文仿真了包含点状、条状目标和多种噪声背景的空间图像，并对目标的质心位置、边界框和像素坐标进行了精细标注。为验证方法的有效性，我们在本文的仿真图像与公开的实拍序列图像数据集SpotGEO中进行了实验验证。在仿真图像数据测试中，本文方法的F1分数为95.34%，并实现了0.4478的亚像元级平均质心定位精度。同时，我们还对本文方法进行了不同噪声强度影响下质心定位精度测试以及不同硬件条件下处理效率测试，以更全面分析本文方法的能力。在公开的实拍序列图像数据集SpotGEO中，本文方法结合引入的序列后处理方法取得的F1分数为93.08%。实验结果证明了本文方法对空间弱小目标准确检测和精确定位方面的优越性能。

关键词：空间弱小目标检测质心定位注意力机制特征融合数量信息

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出口宽高比对S弯喷管热固耦合响应的影响

航空动力学报 2025年第2期40卷 88-105页

作者：程经理黄盛周莉王占学西北工业大学动力与能源学院

为了明晰出口宽高比对S弯喷管流动传热和结构响应影响，采用基于计算结构动力学/计算流体力学（CSD/CFD）串行双向松耦合方法，研究了不同出口宽高比下的热固耦合响应影响。结果表明：弯曲构型作用下喷管整体热流密度分布不均匀，各处... 详细信息

为了明晰出口宽高比对S弯喷管流动传热和结构响应影响，采用基于计算结构动力学/计算流体力学（CSD/CFD）串行双向松耦合方法，研究了不同出口宽高比下的热固耦合响应影响。结果表明：弯曲构型作用下喷管整体热流密度分布不均匀，各处差异性较大，而各个喷管分布类似；随着出口宽高比增加，第二弯处热流密度不断增加；喷管出口等直段存在旋涡结构，使得传热受阻。结构响应中，各个S弯喷管应力分布类似，但应力最大值位置存在包括喷管出口端和第二弯通道上壁面棱边两处。随着出口宽高比增加，最大应力不断增大，出现时刻提前，出口宽高比为10的喷管应力最大，相对于最小的应力最大值增加了28%，出现时刻提前23.84 s。

关键词：出口宽高比热固耦合串行双向松耦合方法 S弯喷管流动传热分析结构响应

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基于流固耦合的双靴互嵌式指尖密封动态性能分析

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航空动力学报 2025年第2期40卷 486-498页

作者：袁景琳苏华黄玉辉西北工业大学机电学院

提出一种具有双梁、双靴互嵌式非接触指尖密封结构，建立了密封系统动态性能流固耦合数值分析模型，对转子施加正弦激励，分别研究转速、压差以及转子激励幅值对双靴互嵌式指尖密封的动态气膜承载力、密封靴最大变形以及泄漏率的影响，... 详细信息

提出一种具有双梁、双靴互嵌式非接触指尖密封结构，建立了密封系统动态性能流固耦合数值分析模型，对转子施加正弦激励，分别研究转速、压差以及转子激励幅值对双靴互嵌式指尖密封的动态气膜承载力、密封靴最大变形以及泄漏率的影响，并与典型单靴非接触式指尖密封结构性能进行对比。结果表明：在低速低压工况下，双靴互嵌式指尖密封对不同幅值转子激励的跟随性均良好；高速高压工况时，跟随性有所降低。此外，在高速高压工况时，气膜承载力明显提升，且在转子向上跳动阶段泄漏率随激励幅值增大而明显减小。与典型单靴式流体静动压式指尖密封相比，双靴互嵌式指尖密封泄漏因子平均降低约25%。合理设计初始安装间隙，可避免转子与靴底发生碰撞。该研究结果为设计满足高工况的非接触式指尖密封提供一种思路。

关键词：双靴互嵌式指尖密封正弦激励动态性能流固耦合初始安装间隙

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基于信息传递的快速无参聚类

中国科学:信息科学 2025年第2期55卷 284-296页

作者：薛菁菁聂飞平于为中李学龙西北工业大学光电与智能研究院西安710072 西北工业大学计算机学院西安710072

聚类分析是数据挖掘领域的重要分支,其目的是通过挖掘数据的内在性质将这些数据划分为不同的簇.现有的图聚类方法面临着时间复杂度较高的问题,从而难以处理大规模数据集,并且,现有的大多数方法面临着由于各种正则化项的引入导致的棘手... 详细信息

聚类分析是数据挖掘领域的重要分支,其目的是通过挖掘数据的内在性质将这些数据划分为不同的簇.现有的图聚类方法面临着时间复杂度较高的问题,从而难以处理大规模数据集,并且,现有的大多数方法面临着由于各种正则化项的引入导致的棘手的超参问题.此外,许多图聚类模型需要额外的后处理步骤,导致得到的解远离直接求解原问题得到的离散解.为解决上述问题,本文提出了一种基于信息传递的快速无参聚类模型.该模型引入平衡聚类的思想,不仅避免了额外正则化项的引入,而且还可以利用二部图的先验知识来处理大规模数据.此外,块坐标下降法使得该模型无需后处理步骤即可直接获得原始离散问题的解.多个数据集上的实验结果表明,所提方法在大多数情况下都能取得相较于对比方法更好的性能.

关键词：图聚类模型平凡解快速聚类离散优化块坐标下降法

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速率自适应的海面物联网跨层机会传输协议

控制与决策 2025年第1期40卷 180-186页

作者：赵瑞琴张东健全豪刘创源王海燕西北工业大学航海学院西安710072 海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室(西北工业大学) 西安710072 西北工业大学国家卓越工程师学院西安710072 陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710071

海面物联网在海洋观测、海域监测等应用中发挥着重要作用.复杂动态海洋环境造成海洋网络链路状态、链路质量的时变特征,且其给海面物联网带来了严峻挑战,为此,将物理层自适应数据速率、媒体访问控制(MAC)层载波侦听多址接入与网络层机... 详细信息

海面物联网在海洋观测、海域监测等应用中发挥着重要作用.复杂动态海洋环境造成海洋网络链路状态、链路质量的时变特征,且其给海面物联网带来了严峻挑战,为此,将物理层自适应数据速率、媒体访问控制(MAC)层载波侦听多址接入与网络层机会路由联合进行跨层设计,提出速率自适应海面物联网跨层传输协议,通过3次握手机制机会性选择最佳转发结点并基于动态信噪比实现传输速率实时自适应调整,旨在提高动态复杂海洋环境下海面物联网的稳健性.陆地和湖上试验结果表明,所提协议在数据包交付率、能耗与时延方面性能优异,可为复杂动态海洋环境中海面物联网数据的高效传输提供重要的技术途径.

关键词：海洋物联网机会路由网络速率自适应 LoRa 海洋链路