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燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 111-123页

作者：赵欣悦雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 详细信息

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。

关键词：燃气透平轮缘密封燃气入侵气动性能

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纳米酶在疾病治疗中的研究与应用

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 575-589页

作者：刘行李奕璇秦梓通赵佳雯周悦捷刘晓菲西安交通大学第一附属医院MED-X研究院再生与重建医学研究所西安710061 西安交通大学医学部西安710061

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行... 详细信息

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述,将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状,并提供后续研究的相关线索。

关键词：纳米酶疾病治疗生物检测

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贮箱内浆态低温推进剂沉降特性数值研究

西安交通大学学报 2024年第1期58卷 146-156页

作者：夏斯琦谢福寿厉彦忠郭琬西安交通大学制冷与低温工程研究所西安710049

为了揭示浆态低温推进剂在贮存时的颗粒沉积行为规律,解决沉积带来的浆态低温推进剂向火箭发动机输送时的供给问题,研究了贮箱内浆态低温推进剂的沉降特性。基于欧拉-欧拉数值模拟方法,考虑固体颗粒动力学理论建立了低温固液两相流动与... 详细信息

为了揭示浆态低温推进剂在贮存时的颗粒沉积行为规律,解决沉积带来的浆态低温推进剂向火箭发动机输送时的供给问题,研究了贮箱内浆态低温推进剂的沉降特性。基于欧拉-欧拉数值模拟方法,考虑固体颗粒动力学理论建立了低温固液两相流动与相变传热数值模型,研究了浆态低温推进剂(浆氮、浆氧、浆氢)在贮箱内两相流场动力学信息与沉降特性,并讨论了不同低温工质、不同粒径(0.02~0.5 mm)、不同固相体积分数(10%~50%)以及不同漏热率(50~200 W/m^(2))工况对浆体低温推进剂沉积和流场特性的影响。结果表明:固氧颗粒在液氧内沉降较为微弱,但固氮和固氢颗粒明显沉降,实际应用时需考虑防沉降措施;在固相粒径较小、固相初始含量较少、壁面漏热更少的情况下,浆态低温推进剂的沉积量更少;固液密度比较大的浆状流体沉降速率更快,以0.5 mm的粒径为例,浆氮、浆氢相界面的下移速率分别为15.62及12.58 mm/s,而浆氧的相界面下移速率仅为0.12 mm/s;此外,在特定条件下贮箱中存在方向相反的双涡旋。研究结果揭示了浆态低温推进剂在存储过程中的物理规律,可为浆态流体的高效储存和应用提供参考。

关键词：浆氮浆氧浆氢低温推进剂数值模拟

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直线变压器驱动源磁芯磁化过程的仿真研究

高电压技术 2024年第4期50卷 1792-1800页

作者：万臻博丁卫东孙凤举西安交通大学电气工程学院西安710049 西北核技术研究所西安710024

磁芯行为对于异常工况下直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)的输出特性具有很大的影响,为了预测磁芯剩磁状况,为LTD装置调试和运行提供指导,基于磁芯的测试结果构建了准确的数值模型,并应用于LTD的电路仿真。基于4级串联... 详细信息

磁芯行为对于异常工况下直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)的输出特性具有很大的影响,为了预测磁芯剩磁状况,为LTD装置调试和运行提供指导,基于磁芯的测试结果构建了准确的数值模型,并应用于LTD的电路仿真。基于4级串联共用腔体LTD数值仿真研究了开关理想时序放电、开关异常自放电、开关非理想时序触发放电及去磁状况下各级磁芯的磁场强度和磁感应强度变化过程。在±70 kV充电电压下的理想时序放电后,各级磁芯最大剩磁变化量为1.27 T,稳态剩磁约为-0.38 T;在±70 kV充电电压下的单支路开关自放电引起的磁芯最大剩磁变化量为1.88 T,稳态剩磁约0.39 T,多支路开关同时自放电将使磁芯快速饱和;当触发时序系数的绝对值>1时,除最先放电的模块,其余模块磁芯先受到反向励磁,然后再正常磁化;去磁过程中越靠近负载的磁芯越早被去磁,磁场强度随着各级磁芯依次去磁而呈现阶梯式上升。该研究结果能够有效地模拟各种工况下LTD磁芯的磁化过程与剩磁状态,判断当前磁芯剩磁对下一次放电脉冲的影响。

关键词：直线变压器驱动源数值模拟逆Preisach模型磁化过程剩磁磁饱和

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高速公路无人驾驶的分层抽样多动态窗口轨迹规划算法

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自动化学报 2024年第7期50卷 1315-1332页

作者：张琳薛建儒马超李庚欣李勇强西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并... 详细信息

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并基于贝叶斯网络构建轨迹概率分布模型.其次,采用先速度后路径的分层抽样策略生成符合动态场景约束的候选轨迹集合.最后,利用引入障碍车辆速度估计不确定性的责任敏感安全模型(Responsibility sensitive safety,RSS)从中选择最优轨迹.大量仿真实验和实际交通场景测试验证了算法的有效性,对比实验结果表明,所提算法性能显著优于人工势场最优轨迹规划算法和多动态窗口模拟退火轨迹规划算法.

关键词：无人驾驶轨迹规划运动规划贝叶斯网络

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事件触发机制的多弹分布式微分对策制导律

控制与决策 2024年

作者：席阿行蔡远利西安交通大学控制工程研究所

为了减少多弹协同控制系统的计算负担与通信资源,引入事件触发机制,研究了分布式微分对策制导律.首先,将分布式微分对策制导问题转化为分布式零和博弈问题,利用自适应动态规划求解其事件触发的耦合Hamilton-Jacobi-Bellman方程,同时设... 详细信息

为了减少多弹协同控制系统的计算负担与通信资源,引入事件触发机制,研究了分布式微分对策制导律.首先,将分布式微分对策制导问题转化为分布式零和博弈问题,利用自适应动态规划求解其事件触发的耦合Hamilton-Jacobi-Bellman方程,同时设计了事件触发机制的触发条件和自适应评价网络权重的更新律,提出了一种事件触发机制的分布式微分对策制导律.然后,依据Lyapunov定理证明了多弹协同系统的稳定性和评价网络估计权重误差的最终一致有界;另外,设计了最小采样时间间隔确保系统不出现Zeno行为.最后,通过仿真实例验证本文所提出制导律的有效性.结果表明,与传统的分布式微分对策制导律相比,所提出的制导律对控制器状态更新次数减少了65.36%,大大地减少了控制系统的计算负担与通信资源.

关键词：多弹协同制导事件触发机制分布式控制零和博弈自适应动态规划 Hamilton-Jacobi-Bellman方程

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部分功率直流变换器研究综述

电工技术学报 2024年第10期39卷 3021-3037页

作者：陶星澳王丰卓放西安交通大学未来技术学院西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功... 详细信息

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功率处理技术的原理及分类,重点分析串联部分功率变换器的多种结构特性及优缺点,多维度总结归纳部分功率技术的能效分析方法,详细调研现有研究的实验样机情况,指出了部分功率直流变换器的未来研究方向和应用场景。

关键词：部分功率处理 DC-DC 非有功功率多象限工作

基于脉冲神经网络微调方法的遥感图像目标检测

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遥感学报 2024年第7期28卷 1702-1712页

作者：郭柏麟黄立威路遥张雪涛马永强西安交通大学人机混合增强智能全国重点实验室西安交通大学视觉信息与应用国家工程研究中心西安交通大学人工智能与机器人研究所北京市遥感信息研究所

遥感影像目标检测问题是视觉图像识别任务的重要研究内容之一，但是在船舶遥感图像中，船舶目标小且分布稀疏，使用传统的人工神经网络（ANN）进行目标检测往往会浪费大量的计算资源。脉冲神经网络（SNN）的事件驱动与低功耗特性可以极... 详细信息

遥感影像目标检测问题是视觉图像识别任务的重要研究内容之一，但是在船舶遥感图像中，船舶目标小且分布稀疏，使用传统的人工神经网络（ANN）进行目标检测往往会浪费大量的计算资源。脉冲神经网络（SNN）的事件驱动与低功耗特性可以极大地节省能量消耗同时解放更多的计算资源。然而SNN神经元由于其复杂动态与不可微调的脉冲操作，难以正常进行训练。作为替代，将训练好的ANN转换为SNN可以有效规避这一问题。对于转换后的深层SNN，需要大量时间步长（time steps）来维持其性能。这一过程需要大量的计算资源并对产生较大的延迟，与低功耗的研究初衷相违背。本文研究了转换后SNN需要大量time steps维持模型性能的原因，并提出了新的转换方法，基于微调的逐层转换方法；考虑硬件部署的合理性，提出了泊松群编码，相比泊松编码，泊松群编码输出的脉冲序列噪声更小，对模型性能的影响更小。实验表明，微调转换方法在SAR舰船检测数据集（SSDD、AIR-SARShip）上取得与转换前模型（97.9%、79.6%）相近的性能（96.9%、70.3%），在PASCAL VOC数据集上也获得了较好的检测性能（49.2%），而且对于泊松群编码，time steps相同的条件下神经元数目越多，对模型性能的影响越小，时间步长较少的条件下即可获得与输入模拟频率近似的性能。本文的研究可以提升转换后SNN的性能，减少转换后SNN对time steps的需求，并为SNN的硬件部署提供了一个切实有效的输入编码方法。

关键词：脉冲神经网络目标检测船舶遥感图像 ANN-SNN转换泊松群编码

基于实例对比学习的遥感建筑物变化检测域适应算法

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遥感学报 2024年第7期28卷 1771-1788页

作者：张奇路遥王飞张雪涛郑南宁西安交通大学人机混合增强智能全国重点实验室西安交通大学视觉信息与应用国家工程研究中心北京市遥感信息研究所西安交通大学人工智能与机器人研究所

建筑物变化检测是遥感影像智能解译中的重要研究方向。针对建筑物变化检测的跨域变化检测算法中存在的像素级对比学习噪声过大和目标域样本利用不充分等问题，本文提出了实例级对比学习域适应变化检测算法ICDA-CD。首先，使用区域级域... 详细信息

建筑物变化检测是遥感影像智能解译中的重要研究方向。针对建筑物变化检测的跨域变化检测算法中存在的像素级对比学习噪声过大和目标域样本利用不充分等问题，本文提出了实例级对比学习域适应变化检测算法ICDA-CD。首先，使用区域级域混合替代实例级域混合，以实现源域和目标域图像的有效混合；然后，利用实例级对比学习，降低伪标签噪声的影响。具体来说，在编码器中，拉开变化实例区域双时相特征距离，并在解码器中，拉近各个变化实例特征之间的距离，这可以显著提升模型对源域和目标域特征表示的一致性；最后，在损失计算部分使用伪标签质量估计，使得低置信度区域的像素也可以参与训练，提高了目标域样本的利用率。将本文方法与DACS、DAFormer、和HRDA等3种目前先进的算法进行实验对比。结果表明本文所提出来的方法在LEVIR-CD域迁移至S2Looking以及S2Looking域迁移至LEVIR-CD时F1分数分别达到了43.91%和74.75%，优于几种先进的算法。

关键词：遥感图像建筑物变化检测对比学习域适应深度学习伪标签