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基于绝对节点坐标法的复杂构型输流管道简支支承设计研究
1
作者
邢浩然
何毅翔
+1 位作者
代胡亮
王琳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期482-493,共12页
输流管道广泛应用于海洋、核电、航空航天等重大工程领域,因管道与流体间的耦合效应,在流体作用下管道会出现屈曲、颤振等失稳行为.一般而言,边界支承对管道动力学特征有着重要影响,不同支承位置显著影响管道的稳定性与振动特性.当前关...
输流管道广泛应用于海洋、核电、航空航天等重大工程领域,因管道与流体间的耦合效应,在流体作用下管道会出现屈曲、颤振等失稳行为.一般而言,边界支承对管道动力学特征有着重要影响,不同支承位置显著影响管道的稳定性与振动特性.当前关于管道流固耦合动力学的研究大多集中于单一的直管或规则型弯管(如弧型、半圆型和正弦型等),对于实际工程中常见的复杂构型管道,比如L型、S型和U型等,研究还较为少见.文章基于绝对节点坐标法(absolute node coordinate formulation, ANCF)建立了具有普适性的非线性振动理论模型,可用于解决任意构型和任意支承边界下输流管道动力学问题.以L型、S型和U型3种典型构型输流管道为研究对象,首先开展了收敛性分析,找出合适的计算单元数.然后借助CFD仿真结果与理论模型进行对比验证,计算结果表明,相较于有限元方法,基于绝对节点坐标法建立的理论模型在预测复杂构型输流管道的非线性变形时,具有更高的计算效率.基于该理论模型,研究了简支支承位置对3种构型输流管道的固有频率、屈曲位移和应变特征的影响规律.研究发现,存在最优简支支承位置使得输流管道基频达到最大、屈曲位移和应变的极值达到最小.本研究为提高工程中管道的稳定性与使用寿命提供了理论依据与设计指导.
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关键词
输流管道
复杂构型
绝对节点坐标法
稳定性
支承设计
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职称材料
外流作用下管道流固耦合非线性动力学研究进展
2
作者
何毅翔
邢浩然
+1 位作者
代胡亮
王琳
《动力学与控制学报》
2023年第6期3-17,共15页
管道广泛应用于海洋、核电以及航空航天等重大工程中,是采油平台、蒸汽发生器等重要工程装备的关键结构之一.当有外部流体经过时,管道会发生流固耦合振动行为,这是导致重大装备振动破坏和失效的重要原因之一,已成为重大工程设计必须解...
管道广泛应用于海洋、核电以及航空航天等重大工程中,是采油平台、蒸汽发生器等重要工程装备的关键结构之一.当有外部流体经过时,管道会发生流固耦合振动行为,这是导致重大装备振动破坏和失效的重要原因之一,已成为重大工程设计必须解决的关键问题.本文针对外流作用下柔性管道流固耦合非线性动力学机理这一科学问题,梳理了国内外学者的重要研究成果,重点分析了柔性管道分别在横向外流和轴向外流作用下的流固耦合非线性振动行为.从实验研究、仿真分析和理论建模等方面进行了深入的探讨,揭示了外部流体对管道动力学行为的影响机制.最后,对国内外研究现状进行了简要的总结,并给出了这一研究仍存在的难点与挑战.
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关键词
管道
流固耦合振动
屈曲
颤振
非线性动力学
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职称材料
红宝石激光治疗角膜痿一例报告
3
作者
郭叔坚
郭崇
+1 位作者
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981年第A02期14-14,共1页
角膜痿如不能早期封闭,常因继发球内感染,招致不良后果。或虽能封闭,但因继发青光眼而失败。多年来采用烧灼术,结膜办掩盖术或角膜移植术等单纯瘘孔封闭,以及同时合并抗青光眼手术等治疗方法。我们用激光照射瘘孔获得封闭一例,经...
角膜痿如不能早期封闭,常因继发球内感染,招致不良后果。或虽能封闭,但因继发青光眼而失败。多年来采用烧灼术,结膜办掩盖术或角膜移植术等单纯瘘孔封闭,以及同时合并抗青光眼手术等治疗方法。我们用激光照射瘘孔获得封闭一例,经一年半的随访,未再复发。
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关键词
角膜移植术
激光治疗
红宝石
不良后果
激光照射
青光眼
封闭
继发
结膜
手术
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职称材料
应用红宝石激光解除虹膜粘连
4
作者
郭淑坚
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981年第A02期15-15,共1页
本文对虹膜粘连50只眼行激光照射治疗。按部位将粘连分为5型,即周边部前粘连型、非周边部前粘连型、环形后粘连型、不完全后粘连型,瞳孔上移位型。根据不同类型,用4种照射法,即焦点照射法(主要用于后粘连)、非焦点照射法(主要用...
本文对虹膜粘连50只眼行激光照射治疗。按部位将粘连分为5型,即周边部前粘连型、非周边部前粘连型、环形后粘连型、不完全后粘连型,瞳孔上移位型。根据不同类型,用4种照射法,即焦点照射法(主要用于后粘连)、非焦点照射法(主要用于周边部前粘连和环形后粘连),俯仰照射法(主要用于非周边前粘连),瞳孔移位照射法。
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关键词
粘连
虹膜
红宝石
照射治疗
光解
应用
周边
不完全
环形
移位
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职称材料
红宝石激光治疗黄斑裂孔症50例介绍
5
作者
郭叔坚
何毅翔
+2 位作者
郭崇
陈云阁
奭传(摘)
《四川激光》
1981年第A02期15-15,共1页
我们对50例黄斑部裂孔进行红宝石激光封闭治疗。其中老年性者17倒,近视性者7例,外伤性者11例,继发于慢性囊样水肿者4例,继发于玻璃体网膜条索牵引者11例。经激光光凝治愈者41例(82%),视力进步者23例(46%),不变者17例(34%...
我们对50例黄斑部裂孔进行红宝石激光封闭治疗。其中老年性者17倒,近视性者7例,外伤性者11例,继发于慢性囊样水肿者4例,继发于玻璃体网膜条索牵引者11例。经激光光凝治愈者41例(82%),视力进步者23例(46%),不变者17例(34%),减退者10例(20%)。
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关键词
红宝石激光
激光治疗
斑裂
老年性
外伤性
玻璃体
继发
水肿
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职称材料
激光虹膜切除治疗继发性青光眼81例报告
6
作者
郭叔坚
郭崇
+1 位作者
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981年第A02期16-16,共1页
我们用红宝石激光器,对虹膜粘连引起的继发青光眼81只眼进行了治疗。
关键词
红宝石激光器
青光眼
继发性
治疗
虹膜
切除
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职称材料
基于非线性吸能机理的涡激振动减振理论与实验研究
7
作者
陆子
何毅翔
+2 位作者
张岚斌
代胡亮
王琳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3147-3156,共10页
流致振动现象广泛存在于机械、航空、土木和石油等重要工程领域,为防止工程结构因流致振动行为而造成疲劳破坏,有必要对稳定性、动力学响应及其振动控制做深入研究.本文提出了一种由弹簧和质量块构成的非线性吸能器(nonlinear targeted ...
流致振动现象广泛存在于机械、航空、土木和石油等重要工程领域,为防止工程结构因流致振动行为而造成疲劳破坏,有必要对稳定性、动力学响应及其振动控制做深入研究.本文提出了一种由弹簧和质量块构成的非线性吸能器(nonlinear targeted energy transfer, NTET),研究了该非线性吸能器对弹性支承圆柱体涡激振动的被动控制影响机制.基于能量法推导了圆柱体涡激振动非线性被动控制的耦合动力学方程,通过设计非线性弹簧-质量块构型的NTET,进一步开展了涡激振动控制的实验研究,并与理论预测结果进行了较好的对比,获得提升涡激振动控制效果的最佳参数值.研究发现, NTET的质量、弹簧刚度以及弹簧预应力等参数会对涡激振动控制效果产生显著的影响.本文研究结果表明,该耦合系统中圆柱体和NTET均表现出周期性的稳态振动响应, NTET质量的改变会显著影响系统的耦合频率.在无预应力状态下, NTET质量越大、刚度越小时,有更好的减振效果.当弹簧预应力逐渐增大时, NTET的非线性刚度逐渐变弱,会降低涡激振动控制性能.参数分析表明:随着涡激振动控制性能的提升,圆柱体的振幅逐渐较小, NTET的振幅逐渐增大,能量传递效率逐渐提高.研究结果可为工程中涡激振动控制策略的高效设计提供有用的理论支撑和实验数据.
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关键词
涡激振动
非线性吸能器
非线性振动控制
锁频区域
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职称材料
基于输流软管驱动的仿水母动力学设计、仿真与实验
8
作者
何毅翔
杨正铖
+2 位作者
邢浩然
代胡亮
王琳
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2024年第6期112-124,共13页
本文创新性地提出了一种基于输流软管变形驱动的新型仿水母机器人设计.当弯曲初始构型的软管输送流体时会产生较大的变形,在流速为零时软管便会恢复到初始构型,通过利用软管周期性的变形-恢复原理达到驱动目的.首先,基于绝对节点坐标法...
本文创新性地提出了一种基于输流软管变形驱动的新型仿水母机器人设计.当弯曲初始构型的软管输送流体时会产生较大的变形,在流速为零时软管便会恢复到初始构型,通过利用软管周期性的变形-恢复原理达到驱动目的.首先,基于绝对节点坐标法建立了输流软管的非线性动力学理论模型,通过动力学分析确定了在较小流速下产生较大变形的软管构型设计.然后,按照该弯曲初始构型制作了仿水母软体触手,并在水中开展了不同流速下的变形-恢复实验研究,与理论模型预测结果进行了对比.此外,发展了结构变形与流体动力学耦合的仿真方法,探究了仿水母机器人的内部流速和触手个数对作用在触手上的流体力的影响规律.研究表明,内流速越大,触手变形也越大,触手摆动频率降低,但最大流体力逐渐增大;在内流速相同的情况下,触手个数对单个触手变形产生的最大流体力没有影响.最后,通过3D打印制作了头部和三通接头,与软体触手共同组成仿水母机器人,在水下进一步开展了推进实验研究.实验表明,随着电压(内部流速)的增大,软体触手变形越大,推进速度也越大;相比于喷水推进模式,通过利用软体触手变形可提高28%的推进速度.本研究为水下仿生机器人驱动方式提供了一种新的设计策略.
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关键词
输流软管
静变形
水下仿生机器人
流固耦合
静变形驱动
原文传递
题名
基于绝对节点坐标法的复杂构型输流管道简支支承设计研究
1
作者
邢浩然
何毅翔
代胡亮
王琳
机构
华中科技大学航空航天学院
工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期482-493,共12页
基金
国家自然科学基金(12272140,12325201)
机械系统与振动国家重点实验室开放基金(MSV202205)资助项目。
文摘
输流管道广泛应用于海洋、核电、航空航天等重大工程领域,因管道与流体间的耦合效应,在流体作用下管道会出现屈曲、颤振等失稳行为.一般而言,边界支承对管道动力学特征有着重要影响,不同支承位置显著影响管道的稳定性与振动特性.当前关于管道流固耦合动力学的研究大多集中于单一的直管或规则型弯管(如弧型、半圆型和正弦型等),对于实际工程中常见的复杂构型管道,比如L型、S型和U型等,研究还较为少见.文章基于绝对节点坐标法(absolute node coordinate formulation, ANCF)建立了具有普适性的非线性振动理论模型,可用于解决任意构型和任意支承边界下输流管道动力学问题.以L型、S型和U型3种典型构型输流管道为研究对象,首先开展了收敛性分析,找出合适的计算单元数.然后借助CFD仿真结果与理论模型进行对比验证,计算结果表明,相较于有限元方法,基于绝对节点坐标法建立的理论模型在预测复杂构型输流管道的非线性变形时,具有更高的计算效率.基于该理论模型,研究了简支支承位置对3种构型输流管道的固有频率、屈曲位移和应变特征的影响规律.研究发现,存在最优简支支承位置使得输流管道基频达到最大、屈曲位移和应变的极值达到最小.本研究为提高工程中管道的稳定性与使用寿命提供了理论依据与设计指导.
关键词
输流管道
复杂构型
绝对节点坐标法
稳定性
支承设计
Keywords
pipe conveying fluid
complex configuration
ANCF
stability
support design
分类号
O32 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
外流作用下管道流固耦合非线性动力学研究进展
2
作者
何毅翔
邢浩然
代胡亮
王琳
机构
华中科技大学航空航天学院
工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室
出处
《动力学与控制学报》
2023年第6期3-17,共15页
基金
机械系统与振动国家重点实验室开放基金项目(MSV202205)资助。
文摘
管道广泛应用于海洋、核电以及航空航天等重大工程中,是采油平台、蒸汽发生器等重要工程装备的关键结构之一.当有外部流体经过时,管道会发生流固耦合振动行为,这是导致重大装备振动破坏和失效的重要原因之一,已成为重大工程设计必须解决的关键问题.本文针对外流作用下柔性管道流固耦合非线性动力学机理这一科学问题,梳理了国内外学者的重要研究成果,重点分析了柔性管道分别在横向外流和轴向外流作用下的流固耦合非线性振动行为.从实验研究、仿真分析和理论建模等方面进行了深入的探讨,揭示了外部流体对管道动力学行为的影响机制.最后,对国内外研究现状进行了简要的总结,并给出了这一研究仍存在的难点与挑战.
关键词
管道
流固耦合振动
屈曲
颤振
非线性动力学
Keywords
pipe conveying fluid
buckling
flutter
nonlinear dynamics
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
红宝石激光治疗角膜痿一例报告
3
作者
郭叔坚
郭崇
何毅翔
奭传(摘)
机构
中国人民解放军第二五四医院
不详
出处
《四川激光》
1981年第A02期14-14,共1页
文摘
角膜痿如不能早期封闭,常因继发球内感染,招致不良后果。或虽能封闭,但因继发青光眼而失败。多年来采用烧灼术,结膜办掩盖术或角膜移植术等单纯瘘孔封闭,以及同时合并抗青光眼手术等治疗方法。我们用激光照射瘘孔获得封闭一例,经一年半的随访,未再复发。
关键词
角膜移植术
激光治疗
红宝石
不良后果
激光照射
青光眼
封闭
继发
结膜
手术
分类号
S858.292 [农业科学—临床兽医学]
S854.5 [农业科学—临床兽医学]
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职称材料
题名
应用红宝石激光解除虹膜粘连
4
作者
郭淑坚
何毅翔
奭传(摘)
机构
中国人民解放军二五四医院眼科
不详
出处
《四川激光》
1981年第A02期15-15,共1页
文摘
本文对虹膜粘连50只眼行激光照射治疗。按部位将粘连分为5型,即周边部前粘连型、非周边部前粘连型、环形后粘连型、不完全后粘连型,瞳孔上移位型。根据不同类型,用4种照射法,即焦点照射法(主要用于后粘连)、非焦点照射法(主要用于周边部前粘连和环形后粘连),俯仰照射法(主要用于非周边前粘连),瞳孔移位照射法。
关键词
粘连
虹膜
红宝石
照射治疗
光解
应用
周边
不完全
环形
移位
分类号
TH773 [机械工程—精密仪器及机械]
TQ342.206 [化学工程—化纤工业]
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职称材料
题名
红宝石激光治疗黄斑裂孔症50例介绍
5
作者
郭叔坚
何毅翔
郭崇
陈云阁
奭传(摘)
机构
中国人民解放军二五四医院眼科
不详
出处
《四川激光》
1981年第A02期15-15,共1页
文摘
我们对50例黄斑部裂孔进行红宝石激光封闭治疗。其中老年性者17倒,近视性者7例,外伤性者11例,继发于慢性囊样水肿者4例,继发于玻璃体网膜条索牵引者11例。经激光光凝治愈者41例(82%),视力进步者23例(46%),不变者17例(34%),减退者10例(20%)。
关键词
红宝石激光
激光治疗
斑裂
老年性
外伤性
玻璃体
继发
水肿
分类号
S854.5 [农业科学—临床兽医学]
TB877.1 [一般工业技术—摄影技术]
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职称材料
题名
激光虹膜切除治疗继发性青光眼81例报告
6
作者
郭叔坚
郭崇
何毅翔
奭传(摘)
机构
中国人民解放军二五四医院眼科
不详
出处
《四川激光》
1981年第A02期16-16,共1页
文摘
我们用红宝石激光器,对虹膜粘连引起的继发青光眼81只眼进行了治疗。
关键词
红宝石激光器
青光眼
继发性
治疗
虹膜
切除
分类号
TN248.11 [电子电信—物理电子学]
TH786 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
基于非线性吸能机理的涡激振动减振理论与实验研究
7
作者
陆子
何毅翔
张岚斌
代胡亮
王琳
机构
华中科技大学航空航天学院
工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3147-3156,共10页
基金
机械系统与振动国家重点实验室开放基金资助项目(MSV202205)。
文摘
流致振动现象广泛存在于机械、航空、土木和石油等重要工程领域,为防止工程结构因流致振动行为而造成疲劳破坏,有必要对稳定性、动力学响应及其振动控制做深入研究.本文提出了一种由弹簧和质量块构成的非线性吸能器(nonlinear targeted energy transfer, NTET),研究了该非线性吸能器对弹性支承圆柱体涡激振动的被动控制影响机制.基于能量法推导了圆柱体涡激振动非线性被动控制的耦合动力学方程,通过设计非线性弹簧-质量块构型的NTET,进一步开展了涡激振动控制的实验研究,并与理论预测结果进行了较好的对比,获得提升涡激振动控制效果的最佳参数值.研究发现, NTET的质量、弹簧刚度以及弹簧预应力等参数会对涡激振动控制效果产生显著的影响.本文研究结果表明,该耦合系统中圆柱体和NTET均表现出周期性的稳态振动响应, NTET质量的改变会显著影响系统的耦合频率.在无预应力状态下, NTET质量越大、刚度越小时,有更好的减振效果.当弹簧预应力逐渐增大时, NTET的非线性刚度逐渐变弱,会降低涡激振动控制性能.参数分析表明:随着涡激振动控制性能的提升,圆柱体的振幅逐渐较小, NTET的振幅逐渐增大,能量传递效率逐渐提高.研究结果可为工程中涡激振动控制策略的高效设计提供有用的理论支撑和实验数据.
关键词
涡激振动
非线性吸能器
非线性振动控制
锁频区域
Keywords
vortex-induced vibrations
nonlinear targeted energy transfer
nonlinear vibration and control
synchronization region
分类号
TB126 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
基于输流软管驱动的仿水母动力学设计、仿真与实验
8
作者
何毅翔
杨正铖
邢浩然
代胡亮
王琳
机构
华中科技大学航空航天学院
华中科技大学工程结构与安全评定湖北省重点实验室
出处
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2024年第6期112-124,共13页
基金
国家自然科学基金(编号:12272140,12325201,12322201)资助项目。
文摘
本文创新性地提出了一种基于输流软管变形驱动的新型仿水母机器人设计.当弯曲初始构型的软管输送流体时会产生较大的变形,在流速为零时软管便会恢复到初始构型,通过利用软管周期性的变形-恢复原理达到驱动目的.首先,基于绝对节点坐标法建立了输流软管的非线性动力学理论模型,通过动力学分析确定了在较小流速下产生较大变形的软管构型设计.然后,按照该弯曲初始构型制作了仿水母软体触手,并在水中开展了不同流速下的变形-恢复实验研究,与理论模型预测结果进行了对比.此外,发展了结构变形与流体动力学耦合的仿真方法,探究了仿水母机器人的内部流速和触手个数对作用在触手上的流体力的影响规律.研究表明,内流速越大,触手变形也越大,触手摆动频率降低,但最大流体力逐渐增大;在内流速相同的情况下,触手个数对单个触手变形产生的最大流体力没有影响.最后,通过3D打印制作了头部和三通接头,与软体触手共同组成仿水母机器人,在水下进一步开展了推进实验研究.实验表明,随着电压(内部流速)的增大,软体触手变形越大,推进速度也越大;相比于喷水推进模式,通过利用软体触手变形可提高28%的推进速度.本研究为水下仿生机器人驱动方式提供了一种新的设计策略.
关键词
输流软管
静变形
水下仿生机器人
流固耦合
静变形驱动
Keywords
soft pipe conveying fluid
static deformation
underwater robot
flow-induced vibrations
static deformation actuation
分类号
TP2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于绝对节点坐标法的复杂构型输流管道简支支承设计研究
邢浩然
何毅翔
代胡亮
王琳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
外流作用下管道流固耦合非线性动力学研究进展
何毅翔
邢浩然
代胡亮
王琳
《动力学与控制学报》
2023
0
下载PDF
职称材料
3
红宝石激光治疗角膜痿一例报告
郭叔坚
郭崇
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981
0
下载PDF
职称材料
4
应用红宝石激光解除虹膜粘连
郭淑坚
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981
0
下载PDF
职称材料
5
红宝石激光治疗黄斑裂孔症50例介绍
郭叔坚
何毅翔
郭崇
陈云阁
奭传(摘)
《四川激光》
1981
0
下载PDF
职称材料
6
激光虹膜切除治疗继发性青光眼81例报告
郭叔坚
郭崇
何毅翔
奭传(摘)
《四川激光》
1981
0
下载PDF
职称材料
7
基于非线性吸能机理的涡激振动减振理论与实验研究
陆子
何毅翔
张岚斌
代胡亮
王琳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
8
基于输流软管驱动的仿水母动力学设计、仿真与实验
何毅翔
杨正铖
邢浩然
代胡亮
王琳
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2024
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