热对流影响下液滴蒸发特性模型与实验研究

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作者 孙浩然 吴成云 +3 位作者 王艳蒙 孙静楠 胡仞与 段钟弟 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期123-132,共10页

森林火灾破坏力巨大,采用航空飞机进行灭火被公认为最安全高效的扑救技术。在高空风场与地面火场的复杂耦合作用下,高速喷洒出的灭火介质会迅速扩张、碎裂并雾化蒸发,这一过程可能影响灭火效能。为了深入理解灭火介质的蒸发损失特性,构... 森林火灾破坏力巨大,采用航空飞机进行灭火被公认为最安全高效的扑救技术。在高空风场与地面火场的复杂耦合作用下,高速喷洒出的灭火介质会迅速扩张、碎裂并雾化蒸发,这一过程可能影响灭火效能。为了深入理解灭火介质的蒸发损失特性,构建了热对流环境下的液滴蒸发特性仿真模型,该模型涵盖了传热动态模型与传质动态模型两大组成部分。同时,搭建了可视化液滴蒸发特性测量实验平台,用以分别观测水及凝胶灭火剂的液滴蒸发过程,并据此获取了液滴直径的变化率。在此基础上,进一步开展了模型验证工作。实验验证结果显示,本文所建模型能够较为准确地反映水及灭火剂的液滴蒸发特性,模型的预测结果与实验数据高度一致,液滴半径的预测偏差控制在±0.2 mm以内。 展开更多

关键词 热对流 液滴 蒸发 实验验证

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民用飞机空调系统性能仿真与燃油代偿损失研究

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作者 吴成云 孙浩然 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期351-359,共9页

民用飞机空调系统为座舱提供舒适的热环境,是保障乘客健康安全的重要系统。目前民用飞机空调多采用三轮升压式高压除水系统,该系统以发动机引气作为热源、以冲压空气作为冷源,由此引起的燃油代偿损失不可忽略。为了分析民用飞机空调系... 民用飞机空调系统为座舱提供舒适的热环境,是保障乘客健康安全的重要系统。目前民用飞机空调多采用三轮升压式高压除水系统,该系统以发动机引气作为热源、以冲压空气作为冷源,由此引起的燃油代偿损失不可忽略。为了分析民用飞机空调系统的经济性,本文建立了民机空调系统动态仿真模型,并提出了民机空调系统燃油代偿损失分析方法;基于系统动态仿真模型计算系统工作参数,结合发动机性能盘获取燃油比耗,实现系统的燃油代偿损失分析。结果表明,空调系统引气对系统燃油代偿损失影响较大,在巡航高度31000 ft下,空调系统引气产生的燃油代偿损失占系统燃油代偿总量的51.3%;空调系统引气整体优化10%,可使系统燃油代偿损失总量降低5.3%。 展开更多

关键词 民用飞机 空调系统 动态仿真 模型 经济

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基于CPU-GPU协同的迭代物理光学并行算法研究

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作者 曹倩 周远国 +1 位作者 任强 王焱 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期427-438,共12页

随着雷达技术与无人驾驶的结合,电磁仿真在无人驾驶领域得到了广泛应用。当利用迭代物理光学(iterative physical optics,IPO)法求解电大散射体雷达散射截面(radar cross section,RCS)时,未知量数目比较大,导致占用内存和计算耗时非常... 随着雷达技术与无人驾驶的结合,电磁仿真在无人驾驶领域得到了广泛应用。当利用迭代物理光学(iterative physical optics,IPO)法求解电大散射体雷达散射截面(radar cross section,RCS)时,未知量数目比较大,导致占用内存和计算耗时非常大。为解决该问题,本文引入参数空间技术优化IPO算法,提高了电大尺寸RCS的计算效率,并引入计算统一设备架构(compute unified device architecture,CUDA)技术,在中央处理器(central processing unit,CPU)与图形处理器(graphics processing unit,GPU)协同平台上实现了电大尺寸目标RCS的并行计算。与商业软件FEKO比对,在NVIDIA GeForce RTX 3050显卡上获得了224.35的加速比。实例结果展示了基于CPU-GPU协同的IPO算法并行计算的可行性与高效性,可以用来解决目前只能在高性能计算机或计算机集群上解决的电大尺寸目标散射问题。 展开更多

关键词 迭代物理光学法(IPO) 参数空间技术 CPU-GPU协同 并行加速 雷达散射截面(RCS)

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基于波束形成与等效球源的声场重建技术

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作者 王萌 程荣辉 +2 位作者 马博瀚 马威 杨明绥 《航空发动机》 北大核心 2025年第3期13-21,共9页

为获取航空发动机整机地面噪声场分布特征,支撑地勤人员和设备的噪声防护与主动管理,提出一种基于反射感知波束形成反卷积类算法与自适应等效球源模型的声场重建方法。该方法采用反射感知波束形成得到声源强度,通过压缩网格方法加速后... 为获取航空发动机整机地面噪声场分布特征,支撑地勤人员和设备的噪声防护与主动管理,提出一种基于反射感知波束形成反卷积类算法与自适应等效球源模型的声场重建方法。该方法采用反射感知波束形成得到声源强度,通过压缩网格方法加速后的反卷积类波束形成算法快速获得声源准确位置,利用自适应等效球源模型完成整个声场的重建与环境干扰因素修正。在包含规则反射的环境下,将与航空发动机主要噪声源特性相似的涵道风扇作为原理级真实声源,对提出的声场重建方法进行了验证。结果表明:该方法在复杂有界空间内,对规则反射条件下的真实小型气动声源的重建误差控制在1.3%以内;相较于传统单极子脉动球源声场重建方法,误差降低了4.5%,显著提升了声场重建的准确性。研究结果可为航空发动机噪声场快速重建、噪声控制和优化设计提供良好的技术支撑。 展开更多

关键词 声场重建 噪声 等效球源 波束形成 航空发动机

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补焊对7050-T7451高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

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作者 张兵宪 陈素明 +2 位作者 贺韡 牛鹏亮 黄春平 《材料导报》 北大核心 2025年第10期153-158,共6页

采用优化焊接工艺参数对7050-T7451高强铝合金搅拌摩擦焊接头进行了1—4次的搅拌摩擦补焊,补焊工艺参数为旋转速度600 r/min、焊接速度150 mm/min。采用光学显微镜、扫描电镜、差示量热扫描仪、显微硬度和室温拉伸对不同补焊次数接头的... 采用优化焊接工艺参数对7050-T7451高强铝合金搅拌摩擦焊接头进行了1—4次的搅拌摩擦补焊,补焊工艺参数为旋转速度600 r/min、焊接速度150 mm/min。采用光学显微镜、扫描电镜、差示量热扫描仪、显微硬度和室温拉伸对不同补焊次数接头的宏-微观组织、力学性能和断裂行为进行了分析。结果表明,在不同补焊次数下均可获得内部无缺陷的接头。搅拌区宽度随补焊次数的增加而增加。补焊后,第二相颗粒的尺寸呈减小趋势,且分布更为弥散。补焊2次接头的拉伸性能最好,抗拉强度和伸长率分别为520 MPa和8.2%,相比原焊态接头,抗拉强度和伸长率分别提升了25 MPa和46.4%。当补焊4次时,接头的断裂位置从搅拌区转移到前进侧热影响区。 展开更多

关键词 7050-T7451铝合金 搅拌摩擦焊 补焊 微观组织 力学性能

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基于双池DDPG的边缘计算卸载延时性能研究

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作者 曾韦健 孟多南 +1 位作者 田玲 李晖 《现代电子技术》 2025年第17期117-123,共7页

针对计算密集型和延迟敏感型业务的激增,传统的云计算模式难以满足低时延和高质量的服务需求,文中采用分布式边缘计算模式将任务卸载至边缘子网,以降低时延并缓解网络拥塞。对于边缘计算服务器协同计算的卸载问题,提出一种基于深度强化... 针对计算密集型和延迟敏感型业务的激增,传统的云计算模式难以满足低时延和高质量的服务需求,文中采用分布式边缘计算模式将任务卸载至边缘子网,以降低时延并缓解网络拥塞。对于边缘计算服务器协同计算的卸载问题,提出一种基于深度强化学习的协同计算资源分配算法:首先,根据建立的异构边缘网络模型确定优化目标,最小化任务延时并给出奖励函数;其次,基于传统DDPG算法,引入双经验池对数据进行分类存储,以提高经验数据的质量;最后,通过训练智能体找到一个适应环境的最佳策略来实现服务器间的负载均衡及资源的有效分配。仿真结果表明,改进后的D3PG算法充分考虑了边缘子网的异构性和边缘设备的移动性,相比于传统学习算法,任务延时降低了3.8%~24.8%。 展开更多

关键词 异构网络 边缘计算 计算卸载 任务延时 深度强化学习 D3PG

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基于超宽带反射超表面产生太赫兹轨道角动量

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作者 韩晓冰 陈江侠 +1 位作者 王焱 周远国 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期282-291,共10页

由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低... 由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低等问题,如何在太赫兹频段高效产生OAM成为关键问题之一。该文设计了一种超宽带反射超表面单元,结合几何相位原理和相位叠加原理设计了单层反射超表面。仿真结果表明:设计的超表面实现了在0.82 THz~2.09 THz(相对带宽87.3%)的宽频范围内,将圆极化太赫兹波转换为携带轨道角动量的太赫兹涡旋波,同极化反射谱的幅度大于0.97,转换效率高于94.7%,反射相位覆盖0°~360°。利用傅里叶变换分解反射场中各个OAM模式,定量分析了OAM模式纯度,在不同频率下涡旋波中均为主模式l=-2能量占比最高,进一步对设计的超表面进行优化,主模式能量占比明显提升。该文设计的超表面具有转换效率高、工作带宽大、主模式强度高等优势,为宽带太赫兹涡旋波的高效产生提供了一种参考。 展开更多

关键词 轨道角动量 太赫兹 超宽带 超表面

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基于GA-PSO混合优化SVM的机载EHA故障诊断 被引量：3

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作者 覃刚 葛益波 +1 位作者 姚叶明 周清和 《液压与气动》 北大核心 2024年第5期168-180,共13页

针对机载电静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)的典型故障,详细分析了故障原理并在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型。为了高效准确识别故障类型,提出一种用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群算法(Particle Swarm Opti... 针对机载电静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)的典型故障,详细分析了故障原理并在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型。为了高效准确识别故障类型,提出一种用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)混合优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断算法。GA鲁棒性好且全局搜索能力强但收敛速度慢,PSO对样本规模不敏感且具有记忆功能但易陷入局部最优,故融合两种算法寻找SVM的最优参数。另外,为了解决传统SVM多分类方法“一对多”和“一对一”易出现不可分的问题,建立一种偏二叉树结构的SVM多分类模型。对于采集的原始数据高度重合的情况,引入时域特征统计量进一步提升模型的分类性能。实验结果表明,提出的混合优化算法寻优速度更快、所寻参数更佳,同时用该算法优化的SVM分类模型相比于其他5类常用的机器学习模型分类效果更好,故障识别正确率可达97.7%。 展开更多

关键词 机载EHA 遗传算法 粒子群算法 偏二叉树结构 多分类SVM

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机载批量灭火袋高空抛洒落地分布特性的模拟与实验验证

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作者 吴洋 林东 +5 位作者 孙浩然 吴成云 屈元元 李旋 胡海涛 陈迎春 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1264-1270,共7页

为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及... 为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及落地分布,通过实验对模型进行了验证.抛洒落地分布的模拟结果与实验数据偏差在20.0%以内.研究成果为飞机高空灭火系统研制提供理论模型,以显著提升灭火飞机喷洒系统的灭火效果. 展开更多

关键词 灭火袋 飞行 灭火飞机 落地分布

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基于树莓派4B的无人机动态追踪平台设计 被引量：3

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作者 陈浩安 李晖 +2 位作者 黄瑞 符平博 张见 《电子测量技术》 北大核心 2024年第6期182-189,共8页

针对无人机领域中的监管问题,基于YOLOv5-Lite的改进模型,提出了一种随着训练过程为模型动态地分配损失权重的指数移动样本加权函数。通过模型运算,控制二自由度云台对无人机实时跟踪,且视频采集、模型计算和二轴云台控制均在树莓派4B... 针对无人机领域中的监管问题,基于YOLOv5-Lite的改进模型,提出了一种随着训练过程为模型动态地分配损失权重的指数移动样本加权函数。通过模型运算,控制二自由度云台对无人机实时跟踪,且视频采集、模型计算和二轴云台控制均在树莓派4B本地进行。优化过的模型在保持原模型参数量的同时,在mAP@.5:.95指标中达到了70.2%,相较于原模型提高了1.5%。在树莓派上的实时推理平均速度为2.1 FPS,处理效率更高。树莓派在模型推理的同时,通过I2C协议控制舵机平台对无人机目标进行追踪,保持对无人机的实时动态监测,提高了系统的可靠性,具有更好的实用价值。 展开更多

关键词 无人机 追踪 树莓派 YOLOv5-Lite 目标检测

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柔性双工网络功率分配:边剪枝加速的GNN计算 被引量：1

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作者 王子威 陶旭 +3 位作者 李晖 史振婷 张见 徐钰龙 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期160-170,共11页

由于用户间干扰的存在,无线通信网络中的功率分配问题往往是非凸的、计算量巨大。当前图神经网络(graph neural network,GNN)成为一种有效的计算方法被用来解决该问题。为了最大限度地提高网络传输速率的同时降低计算复杂度,提出一种将... 由于用户间干扰的存在,无线通信网络中的功率分配问题往往是非凸的、计算量巨大。当前图神经网络(graph neural network,GNN)成为一种有效的计算方法被用来解决该问题。为了最大限度地提高网络传输速率的同时降低计算复杂度,提出一种将设备属性和通信连接属性纳入GNN的柔性双工网络图表示方法,并构建了相应的柔性双工图神经网络(flexible duplex GNN,FD-GNN)模型,首次将节点对之间的距离、信道增益和邻居作为动态阈值引入到FD-GNN中,以适应动态环境。排除GNN中邻居的信道状态信息,通过修剪FD-GNN中的边来减少计算时间降低网络时间复杂度。仿真表明,所提出的基于信道增益邻居的阈值设定方法,性能最优且达到加权最小均方误差(weighted minimum mean square error,WMMSE)的97%,相较于Full-GNN所需的训练时间下降24%。提出的基于阈值的边剪枝有效降低了GNN运算的时间复杂度,提高了算法有效性。 展开更多

关键词 图神经网络 柔性双工网络 功率分配 动态阈值 时间复杂度

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基于无迹卡尔曼滤波的视觉着舰引导算法 被引量：3

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作者 牛斌 张志冰 +1 位作者 黄辉 翟明圆 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第3期459-468,共10页

为抑制视觉测量与相对运动变化模型中的非线性成分,并针对传统纯视觉引导算法存在数据权重相同和基于同一时刻观测信息进行解算的问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的视觉着舰引导算法。首先,选择坐标系并搭建运动模型;然后,选择... 为抑制视觉测量与相对运动变化模型中的非线性成分,并针对传统纯视觉引导算法存在数据权重相同和基于同一时刻观测信息进行解算的问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的视觉着舰引导算法。首先,选择坐标系并搭建运动模型;然后,选择合适的状态估计向量并设计观测方程;最后,进行滤波方程的求解并采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明此算法具有很好的定位精度,同时也对视觉计算中的特征点定位误差有一定抑制作用,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 视觉着舰 引导算法 非线性 无迹卡尔曼滤波

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利用时域间断伽辽金算法求解Tellegen介质中的电磁波 被引量：1

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作者 黄鹏 周远国 +1 位作者 任强 王焱 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期88-94,共7页

目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出... 目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出了一种适用于该介质的时域间断伽辽金系统矩阵离散方案,准确模拟了平面波在Tellegen介质中的时域传播特性。利用所提出的算法,计算了空气与Tellegen介质的分层空间模型,分析了Tellegen介质对电磁波极化偏转角度的影响;同时,针对不同电磁参数的Tel-legen介质,计算了反射波与透射波的电场偏转角度,并将时域间断伽辽金方案计算的结果与文献[1]以及解析解进行了对比,验证了该方法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 Tellegen介质 时域间断伽辽金方法(DGTD) 系统矩阵离散方案 瞬态传播特性

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