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关键词： 火箭橇试验   凿削现象   有限元-光滑粒子流体动力学法   竖直速度   温度  

摘要： 针对高超声速下火箭橇运行过程中凿削磨损产生的机理模糊不清问题,基于有限元-光滑粒子流体动力学法(FEM-SPH法),利用有限元软件ABAQUS构建了三维火箭橇靴-轨模型,FEM-SPH法是一种既能保证计算精度,又能克服网格畸变的新型模拟方法。在该模型中,滑靴和轨道所使用的材料分别为VascoMax 300钢、AISI 1080钢,并赋予各自材料属性,通过设定航向速度为2000 m/s,竖直速度为2.5 m/s以及温度为673 K,模拟了高超声速下靴-轨凿削磨损现象的演变过程。模拟结果表明:凿削磨损是在高温高应力作用下和靴-轨之间形成嵌入式结构后,经过持续地破坏滑靴底部所产生的,最终形成泪滴状蚀坑。进一步分析表明,竖直速度和温度的增加都会提高凿削发生的概率。在航向速度为2000 m/s、初始温度为673 K时,竖直速度超过1.50 m/s就会发生凿削现象;在航向速度为2000 m/s、竖直速度为2.5 m/s,温度超过293 K就会发生凿削现象。该研究成果不仅有助于高超声速下靴-轨凿削磨损的产生机理进一步完善,还为高超声速火箭橇试验的安全发射提供了新的理论支持。

关键词： 流体作用力   高速摄像技术   圆球   天然泥沙   跃移   拖曳力系数   上举力系数  

摘要： 针对颗粒在动水中的流体作用力问题,采用高速摄像技术对颗粒的运动过程进行观测,通过求解圆球及天然泥沙跃移运动过程中的力学方程,得到拖曳力系数及上举力系数。试验结果表明:①动水中颗粒非匀速运动时的拖曳力系数、静水中颗粒非匀速运动时的拖曳力系数与匀速运动时的拖曳力系数均随着雷诺数的增加而减小,颗粒与水流之间的相对运动速度越接近于颗粒沉速,三者间的差异越小;当颗粒与水流之间的相对运动速度等于颗粒沉速时,三者近似相等。②形状对上举力系数的影响较对拖曳力系数的影响更明显,天然泥沙的拖曳力系数大于圆球的拖曳力系数,天然泥沙的上举力系数小于圆球的上举力系数。最后,构建了圆球及天然泥沙的拖曳力系数及上举力系数公式,公式计算值与实测值符合较好。

关键词： 科学可视化   流线   动态结点树   并行计算  

摘要： 流线是矢量场可视化最具表现力的方法之一。随着计算机硬件和计算方法的发展,流场数据规模日趋增大,传统的流线算法在数据加载与积分计算存在瓶颈,导致算法效率低。开源的vtk-m算法库中提供的流线算法将积分任务划分为基本任务单元,理论上可调用海量线程并行处理,算法性能虽有提升,但在实践研究中发现并行效率低。针对这一问题,提出了基于动态结点树的并行流线可视化优化算法。主要通过粗粒度和细粒度两次划分,并行构建动态结点树对数据进行组织管理,利用索引关系缩小积分备选区域,实现对网格单元的快速定位;其次使用数据属性抽取与种子点任务并行执行等方法在算法其他环节进行优化,减小程序内存需求并提高对计算资源的利用率。在不同规模数据集下的实验结果表明优化后算法的有效性。

关键词： 载人潜水器   损伤定位   PVDF球形换能器阵列   DnCNN神经网络  

摘要： 针对载人潜水器作业过程中浮力材料受损位置难以实时监测、定位的问题,提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)球形换能器的载人潜水器浮力材料损伤定位的方法。为确定损伤部位中浮力材料损伤的精确位置,设计了基于最优四元阵列原理的PVDF球形换能器阵列。利用时延差值法进行声源定位模型的建立,获得浮力材料断裂部位的精确坐标。为提取有效的浮力材料断裂声信号,设计了基于改进DnCNN(denoising convolutional neural network)声信号去噪方法。根据定位原理设计了浮力材料损伤定位的软硬件系统,并搭建实验平台验证了方法的可行性。实验结果表明,基于改进DnCNN声信号去噪方法在实验室模拟噪声环境下,可以对浮力材料断裂目标信号进行有效提取;在声源位置距离球形换能器中远距离处取得了良好的定位效果,定位误差为±0.2 m,符合定位要求。

关键词： 先进飞行器   雷诺数效应   研究手段   修正方法   发展趋势  

摘要： 雷诺数效应对先进飞行器气动特性预测至关重要,其影响着飞行器飞行性能、研制成本和安全。本文深入探讨了3个核心问题:首先,介绍了不同研究手段在探索雷诺数效应上的优势和局限,特别强调大型低温风洞是获取真实飞行雷诺数气动特性数据的有效途径;其次,详细分析了大飞机等先进飞行器在高雷诺数下呈现的复杂流动现象及其对气动特性的影响,如多段翼型的缝道流动、超临界翼型的激波/边界层干扰、飞行器的过失速机动特性以及飞翼布局飞行器的进气道性能等,并揭示了高雷诺数效应的非线性和复杂性;最后,探讨了修正雷诺数效应的方法,强调了融合风洞试验、数值计算和飞行试验数据的重要性,通过分析现有修正模型的适用范围和局限性,提出了发展更完善的修正模型和算法的建议。文章还对雷诺数效应的未来研究方向进行了研判和展望。

关键词： 综合交通系统   交通枢纽   换乘全过程优化   AnyLogic仿真   梯度提升决策树  

摘要： 针对高铁枢纽与城市轨道交通换乘流线优化问题,以南京南站作为研究对象,建立全过程仿真模型,识别换乘瓶颈,采用梯度提升决策树法(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)确定参数重要度,提出改善方案.首先,分解换乘过程的行人与设施流线,分析高速铁路到达客流与城市轨道交通客流的分布特征.其次,使用AnyLogic软件建立高铁枢纽换乘城市轨道交通的全过程仿真模型,分析现状仿真结果,识别空间瓶颈.然后,设计不同优化类型下的措施参数及调整范围,形成不同参数组合方案.采取梯度提升决策树算法,识别不同措施参数的相对重要度,并据此确定改善措施的优先级.最后,依据措施的优先级,确定不同类型下的优化组合方案,选择机器学习全局可解释性方法对其进行优化效果分析,为不同场景下的服务改善提出建议.研究结果表明:换乘瓶颈主要集中于楼/扶梯通道设施以及闸机、售检票机等服务设施处;乘客换乘城轨的购票比例对平均换乘时间和单位时间最大换乘人数均起到重要影响,对于平均换乘时间,城轨自动售票机数量、购票时间、城轨进站服务时间、城轨进站闸机数量的影响相对较大,对于单位时间最大换乘人数,购票时间与城轨进站闸机服务时间的影响相对较大.为提高高铁枢纽换乘效率,建议推广电子客票和多种支付方式,优化购票及检票设施.

关键词： 非平衡状态   空气动力学   精细化设计   高雷诺数   空天飞行器   复杂流动   飞行安全   水平提升  

摘要： 高雷诺数条件下,流动处于一种多尺度、多结构的强非平衡状态,具有高自由度与强非线性特点,有序性与随机性共存,空气动力学尚需深入研究的诸多经典问题多属于高雷诺数复杂流动范畴。同时,高雷诺数湍流与转捩、流动分离、激波/边界层干扰等复杂流动现象对流动中的力、声、振等物理特性起到决定性的作用,进而影响空天飞行器飞行品质和飞行安全。因此,深化高雷诺数复杂流动问题研究既是空气动力学学科发展的需要,也是空天飞行器精细化设计水平提升的需要,具有重要意义。

关键词： “香蕉球”现象   伯努利方程   适用条件   流线  

摘要： 针对“香蕉球”现象的经典解释,在剖析伯努利方程的本质及其成立条件的基础上,指出被足球加速的空气虽然流速大但是压强并没有减小.科学地解释了“香蕉球”现象,希冀纠正当前的错误认识.

关键词： 压铸模具   模温控制   控制岛   异形水路   红外线成像   传感器   集成化  

摘要： 新能源汽车的发展使一体化压铸完成了从0到1的突破,给压铸模具发展带来了新的机遇。压铸模具是一个热交换器,压铸模具成型中的热平衡问题至关重要。以压铸模具的温度控制为基础,介绍了压铸模具的基本概况与压铸成型加工过程中热平衡的重要性,阐述了目前一体化压铸模模温控制所采用的模温控制岛、异形水路、红外线成像技术、模内传感器、一体化压铸模模温控制集成化等方案。模具温度的控制有利于提高铸件质量,延长模具使用寿命,提高压铸效率。

关键词： 特此声明   医学名词术语   剂量单位   广告审查   批准文件   广告内容   广告图片   数值范围  

摘要： 依照广告审批的相关规定,按照广告厂家的要求,本刊刊登的血必净广告图片和内容均按照广告审查批准文件的原件刊出,故广告内容“成份”未修改为“成分”,时间单位仍用汉字表示,剂量单位“ml”未修改为“mL”,标示数值范围的标点符号“_”未修改为“~”。特此声明!