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前驱体转化陶瓷法制备Ti_(3)SiC_(2)陶瓷及其热稳定性研究

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无机材料学报 2024年第6期39卷 733-740页

作者：郑斌康凯张青叶昉解静贾研孙国栋成来飞长安大学材料科学与工程学院西安710064 西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室西安710072

Ti_(3)SiC_(2)具有良好的高温稳定性,可作为改性材料来提高C/C复合材料的抗氧化性能,应用潜力巨大。本工作以钛粉和液态聚碳硅烷(Liquid Polycarbosilane,LPCS)作为原料,采用前驱体转化陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDC)法在1200、130... 详细信息

Ti_(3)SiC_(2)具有良好的高温稳定性,可作为改性材料来提高C/C复合材料的抗氧化性能,应用潜力巨大。本工作以钛粉和液态聚碳硅烷(Liquid Polycarbosilane,LPCS)作为原料,采用前驱体转化陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDC)法在1200、1300、1400、1500℃下制备了四种相含量的Ti_(3)SiC_(2)陶瓷,研究了烧结温度对其物相组成及形貌的影响,以及不同Ti_(3)SiC_(2)相含量对陶瓷材料的抗氧化和抗热震性能的影响。结果表明,在Ti:Si物质的量比为3:1.5,烧结温度为1300、1400、1500℃条件下,均有层状结构的Ti_(3)SiC_(2)生成。当烧结温度为1400℃时,陶瓷产物中Ti_(3)SiC_(2)质量分数达到92.10%,抗弯强度达172.68 MPa。在1300℃静态空气环境下氧化7 h,陶瓷氧化增重随Ti_(3)SiC_(2)相含量增大而逐渐降低,这是由于氧化过程中材料表面生成了以TiO_(2)为主相的保护膜,有效延缓了氧气向内部扩散。对试样进行1300℃空气热震和抗弯强度测试发现,随着热震次数的增加,所有材料的残余强度均有所下降;但随着Ti_(3)SiC_(2)相含量增大,试样的抗热震性能和残余强度均提高。Ti_(3)SiC_(2)相质量分数为92.10%的试样经过30次热震后失重30.66%,残余强度为120.18 MPa,这主要归因于层状结构的Ti_(3)SiC_(2)大幅增加了裂纹扩展路径及其良好的抗氧化性能。

关键词： Ti_(3)SiC_(2) 无压烧结抗氧化性能抗热震性能

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电磁发射超高速弹丸转速闭锁分析

电工技术学报 2024年

作者：李湘平鲁军勇樊朋飞张晓柳应全宋金龙西北工业大学航天学院电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学)

本文针对电磁轨道发射超高速弹丸由于出口扰动、气动不对称等因素引起的转速闭锁现象，从转速闭锁原理、转速闭锁建模、转速闭锁边界分析等方面开展研究，并结合试验数据对转速闭锁模型进行了验证。仿真和试验结果表明：该文建立的转速... 详细信息

本文针对电磁轨道发射超高速弹丸由于出口扰动、气动不对称等因素引起的转速闭锁现象，从转速闭锁原理、转速闭锁建模、转速闭锁边界分析等方面开展研究，并结合试验数据对转速闭锁模型进行了验证。仿真和试验结果表明：该文建立的转速闭锁模型能够揭示电磁发射超高速弹丸的转速闭锁特性，仿真与试验结果吻合；弹丸初始扰动角速度越大，越不容易产生转速闭锁；存在一个与弹丸俯仰和偏航运动频率相对应的值，当不对称滚转舵控角度越接近这个值时，越容易发生转速闭锁。该文的仿真与分析结果为电磁轨道发射超高速弹丸的转速闭锁设计与控制奠定了理论基础。

关键词：电磁轨道发射转速闭锁初始扰动气动不对称

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相似网络构建与表征的水下声信号检测

电子与信息学报 2024年第1期46卷 58-66页

作者：张红伟王海燕闫永胜申晓红西北工业大学航海学院西安710077 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 陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710021

水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水... 详细信息

水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水下目标检测的难题。该方法结合了信息几何和复杂网络理论,通过将节点相似度度量问题转化为矩阵流形上的几何问题,测量不同时间尺度上数据之间的相似性,并构建时间序列数据的网络表示。同时还引入了图信号处理理论,以提取目标信号内部隐藏的动力学特性,从而实现无目标先验信息下的水下声信号检测。通过对仿真和实测数据的研究验证,证明了该方法的有效性。结果表明,相似网络方法优于现有的网络构建和目标信号被动检测方法,能够更有效地检测水下声信号,实现无目标先验信息下的水下声信号检测。

关键词：复杂网络信息几何相似网络声信号检测

基于控制障碍函数的欠驱动无人水下航行器椭圆障碍物避障制导

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兵工学报 2024年

作者：野汶博方洋旺洪瑞阳胡祁东西北工业大学无人系统技术研究院西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室西北工业大学无人机技术集成攻关大平台西北工业大学自动化学院

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍... 详细信息

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数，构建带有约束条件的二次规划问题，通过与无障碍环境下的制导律相结合，得到闭式解形式的避障制导律。仿真结果验证了所提方法的有效性，全局上满足安全性和稳定性要求，对于无人水下航行器在复杂海洋环境中的安全航行具有实际应用价值。

关键词：控制障碍函数椭圆障碍物避障制导律二次规划欠驱动无人水下航行器

密闭舱室VDT作业光环境对视觉疲劳与恢复的影响研究

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安全与环境学报 2024年

作者：于明玖袁权静梓赵迪白鑫张宇西北工业大学工业设计与人机工效工信部重点实验室

研究密闭舱室中不同色温对视觉疲劳恢复的影响，以提高作业人员的舒适性和工作效率。在搭建的密闭舱室内设置2 500 K、4 000 K、6 000 K三种色温的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）灯光环境，采用卡罗林斯卡嗜睡量表（Karolinsk... 详细信息

研究密闭舱室中不同色温对视觉疲劳恢复的影响，以提高作业人员的舒适性和工作效率。在搭建的密闭舱室内设置2 500 K、4 000 K、6 000 K三种色温的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）灯光环境，采用卡罗林斯卡嗜睡量表（Karolinska Sleepiness Scale，KSS）和闪光融合临界频率（Critical Fusion Frequency，CFF）结合的方式，对25名被试人员在不同灯光环境下的疲劳程度和恢复程度进行主客观测量，并对数据进行分析。在6 000 K LED灯光环境中休息后，KSS得分变化最大，表明高色温环境下主观疲劳恢复效果最佳；在2 500 K LED灯光环境中休息后，KSS得分变化最小。在2 500 K LED灯光环境下，CFF变化最大，表明低色温环境下客观疲劳恢复速度最快；而在4 000 K LED灯光环境中，CFF变化最小，客观疲劳恢复速度最慢。根据不同的任务环境和作业需求，可以灵活选择适宜的LED灯光色温。在低色温灯光环境下休息，有助于缓解和消除视觉疲劳；在高色温灯光环境下工作，有利于提高作业人员的警觉度和精神状态。未来的光环境设计应考虑这些发现，以优化密闭舱室作业人员的工作效率和健康。

关键词：安全人体学密闭舱室光环境色温视觉疲劳

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涉水光学

中国科学：信息科学 2024年第2期54卷 227-280页

作者：李学龙西北工业大学光电与智能研究院西安710072 智能交互与应用工业和信息化部重点实验室(西北工业大学) 西安710072

涉水光学(water-related optics)主要研究光与水的物质相互作用机理及光的跨介质传播机理,解决与涉水光学数据智能获取、信息传输及智能信号处理有关的各种问题,探索光学在涉水领域中应用的科学,是临地安防(vicinagearth security, VS)... 详细信息

涉水光学(water-related optics)主要研究光与水的物质相互作用机理及光的跨介质传播机理,解决与涉水光学数据智能获取、信息传输及智能信号处理有关的各种问题,探索光学在涉水领域中应用的科学,是临地安防(vicinagearth security, VS)体系中水下安防的重要学科支撑.近年来,随着光学技术和智能科学的快速发展,光学在水体中的应用日渐突出,涌现出大量的涉水光学新理论、新技术,同时面临着新的机遇与挑战,对我国领水的防卫、防护、生产、安全、救援等具有重要的意义.本文系统介绍了光学技术在涉水领域中的数据获取、信息传输及智能信号处理,包括涉水光学中的传感、测量、成像、探测、通信、智能信号处理等研究方向.本文对现有涉水光学理论和技术进行了深入的思考,针对现有的科学技术现状,分析了涉水光学当前所面临的挑战,并展望了涉水光学的未来发展趋势.

关键词：光与水相互作用智能科学海洋光学水下光学认知计算水下安防临地安防

TC17钛合金在连续冷却过程中的组织析出特征

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稀有金属 2024年第3期48卷 317-324页

作者：徐建伟纪晓宇田胜利吴望月曾卫东西北工业大学材料学院陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室陕西西安710072 西北工业大学材料学院国防科技工业精密锻造与环轧技术创新中心陕西西安710072

研究了连续冷却过程中TC17钛合金在不同冷速条件下的相析出和组织演变行为。结果表明,连续冷却过程中,晶界α相(α_(GB))优先析出,尺寸较大,靠近晶界的α相(α_(W))和晶内α相(αI)随后析出,尺寸较小。随着冷却速度增加,析出的α相变细... 详细信息

研究了连续冷却过程中TC17钛合金在不同冷速条件下的相析出和组织演变行为。结果表明,连续冷却过程中,晶界α相(α_(GB))优先析出,尺寸较大,靠近晶界的α相(α_(W))和晶内α相(αI)随后析出,尺寸较小。随着冷却速度增加,析出的α相变细、变少,而且晶界和晶内α相的厚度差异逐渐降低。α_(GB)的析出过程受两侧β相晶体取向影响,α_(GB)倾向于一侧β晶粒保持Burgers取向关系,但并不严格对应,另一侧的β晶粒促使α_(GB)相的晶体结构发生一定的旋转以尽可能地适应两侧的β相。α_(W)的析出受α_(GB)和β相的共同影响,一般呈集束特征,αI的析出由β基体相决定,可析出12种变体,呈网篮结构特征。

关键词： TC17钛合金冷却速度 α相析出组织演变晶体取向

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FW-H方程在声学速度预测中的拓展

空气动力学学报 2024年

作者：赵东旭王垿桁宋亚辉刘秋洪西北工业大学飞行器基础布局全国重点实验室

声学速度矢量在声场特征描述和流声模态分解方面具有独特优势。经典FW-H方程广泛应用于远场声压外推，但没有对声学速度3个分量的计算做出规定，因而不能直接用于远场声学速度预测。考虑均匀流中点源辐射声场，利用对流格林函数和线化... 详细信息

声学速度矢量在声场特征描述和流声模态分解方面具有独特优势。经典FW-H方程广泛应用于远场声压外推，但没有对声学速度3个分量的计算做出规定，因而不能直接用于远场声学速度预测。考虑均匀流中点源辐射声场，利用对流格林函数和线化动量方程建立了远场声学速度与声压的频域显式物理关联表达式，进而基于FW-H积分方程，提出了声学速度频域解析公式FV3A-M。利用均匀流中单极子和偶极子声辐射典型测试算例，证明了公式FV3A-M及其实施的有效性。通过数值方法评估了圆柱-翼型流动产生的噪声，并与实验数据进行比较。DDES方法的湍流模拟和FW-H方程的声压外推结果均与实验数据吻合。在观察平面内，声学速度u′1分量的主峰值指向性形如典型四极子声压场特征，而u′2和u′3分量的分布则呈现偶极子声压场特性。依据公式FV3A-M预测远场声学速度仅是FW-H方程外推声压的积分过程副产品，有力地拓展了FW-H方程的应用场景。

关键词： FW-H方程格林函数可渗透面声比拟声学速度

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蝠鲼交错排布集群游动水动力性能

物理学报 2024年第13期73卷 201-209页

作者：高鹏骋田徐顺黄桥高潘光褚勇西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学宁波研究院无人航行技术研究中心宁波315048

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流... 详细信息

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0—1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69%和6.77%.

关键词：蝠鲼集群游动交错排布水动力特性涡结构