返回器飞行管道的快速预测算法

针对返回器回收任务中对安全空域和期望落点的计算需求,提出了基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法,给出了搜救直升机安全飞行空域的判定流程。建立了物伞动力学模型,利用Halton采样方法从随机空间中均匀采点,计算得到多条可能弹道;采用Koopman算子的后拉机制,将初始概率密度值与当前状态关联,得到不确定条件下返回器及其分离部件的飞行管道和期望弹道。仿真结果表明,基于Koopman算子的飞行管道快速预测算法在收敛速度和精度上都要显著优于Monte Carlo方法;利用飞行管道计算结果对搜救直升机飞行路线进行规划后,碰撞风险最大降低54%且搜索时间减少70%。飞行管道预测算法已成功应用到嫦娥五号的回收任务中。

金属增材制造检测技术与质量控制研究进展

针对金属增材制造检测与质量控制研究的进展,在金属增材制造典型可检特征方面,介绍了熔池状态特征和气孔、裂纹、未熔合等缺陷类型及形成机理;在金属增材制造检测技术方面,介绍了利用超声、CT的事后检测技术和利用红外、可见光、X射线、声学的在线检测技术及多传感融合在线检测的最新成果;在闭环质量控制方面,介绍了结合PID控制、模糊控制等闭环反馈控制方法实现质量控制的研究进展;最后指出了金属增材制造检测技术的研究方向。

氢储能电站运营的模式优选与激励机制

可再生能源发电需要大规模的储能设施进行跨季调节,氢储能具有储存成本低、自放电率低的优势,是跨季储能的最佳选择。当前,氢储能如何实现盈利是阻碍其发展的主要问题。通过混合整数线性规划模型计算氢储能在各商业模式下的机组最佳装机容量及收益,探索氢储能的最佳商业模式,结果发现:氢储能电站通过电价差套利、售氢及建设可再生能源的方式可获得最大收益;在电价上限为2.56元/kW·h时,氢储能可以实现收支平衡;在2030-2037年间,氢储能可以实现商业化盈利;氢燃料电池成本下降对氢储能系统收益影响最大。当前,应通过加快推进电力现货市场建设、完善氢储能进入电力市场政策、重视氢燃料电池发展等措施,大力推动氢储能快速发展。

上颌磨牙位点保存两种创口封闭方式的临床效果比较

目的研究浓缩生长因子(concentrated growth factor,CGF)和游离龈移植(free gingival graft,FGG)分别与Bio-Oss Collagen联合应用于上颌磨牙拔牙位点保存的临床效果。方法选取需要拔除上颌磨牙的患者30例,拔牙后填入Bio-Oss Collagen,随机分为两组,A组覆盖CGF封闭创口,B组使用FGG封闭创口,术后观察创面愈合情况,半年后测量颊侧角化龈宽度变化,拍摄CBCT测量牙槽骨和上颌窦底变化。结果术后1周和2周时,B组创面愈合率均高于A组(P<0.05);术后6个月,A组和B组颊侧角化龈宽度分别减少了(0.79±0.16)mm和(0.35±0.18)mm(P<0.05)。两组术后即刻和术后6个月牙槽骨宽度变化差值、颊腭侧牙槽骨高度变化差值和上颌窦底高度变化差值均无显著性差异(P>0.05)。结论上颌磨牙拔除后,植入Bio-Oss Collagen联合CGF或FGG行拔牙位点保存均可有效减少牙槽骨吸收,两者术后牙槽骨和上颌窦底变化没有显著差异,B组术后创面愈合率和颊侧角化龈减少量优于A组。

基于风光发电的中国各省绿氢替代灰氢经济性研究——基于精细地理网格分析

为了深入研究基于风力与光伏发电的我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性,本文基于卫星遥感技术首先对我国各个地理网格单元内的可再生能源禀赋进行了分析,在考虑了风力发电与光伏发电出力情况的前提下,运用构建的相关计算公式,经过计算分别获得了当前我国各个省份的氢气需求量、灰氢制取成本、绿氢制取成本、绿氢平均输送距离、绿氢使用成本等相关数据,进而借助以上数据对我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性及其替代量都进行了深入探究,并且还对各个省份未来绿氢能源替代灰氢能源的前景做出了预测。研究结果表明:1)内蒙古、新疆、河北等个别北方省份(自治区、直辖市)的风力发电、光伏发电的效果较好,可再生能源发电成本较低,2022年在内蒙古、新疆、河北等省份中部分地区的绿氢使用成本已经低于灰氢使用成本。2)2022年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量为51.80万~335.62万t。随着风力发电、光伏发电及电解槽技术的持续进步,以及碳交易价格的不断提升,至2040年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到4168万~8176万t,至2060年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到27900万~48000万t。3)至2040年我国各省份间的用氢需求量,以及绿氢制取量差距较为悬殊,其中内蒙古、新疆、甘肃、青海等省份的绿氢制取量相对较多,预计可以共同向其他省份输送1352万~3410万t的绿氢能源,而宁夏、山西、四川、河南4个省份的绿氢制取量相对较低,还无法满足本省对氢气能源的需求且缺口较大,预计缺口将会达到516万~946万t。

湘中地区地级市植被覆盖变化多尺度分析

归一化植被指数(NDVI)作为一种植被指数,其数据集合在一定程度上可以反映区域的植被覆盖变化情况,是监测生态环境变化的一项重要指标。本文以湘中地区XT市为研究区域,以250 m空间分辨率的NDVI数据集作为数据源,采用一元线性回归方法和相关系数方法,从省、市、县3个尺度对比分析不同尺度的植被覆盖变化,为不同尺度上的宏观生态政策制定提供参考。结果表明,研究区大部分区域植被覆盖呈明显增加趋势;市、县区植被覆盖增长速率低于全省年均增长率,且XT市、XX市和SS市植被覆盖呈明显增长趋势。

岳阳市植被动态变化及驱动力因素影响

岳阳位于湖南省,毗邻洞庭湖流域,该地区植被的植被变化趋势将对洞庭湖流域生态保护产生影响,探究了该地区植被变化及驱动力因素,以期为岳阳市生态环境保护提供相关参考意见。应用2000-2016年的Modis NDVI的月合成数据,采用最大值合成法得到归一化植被指数数据集;采用一元线性回归趋势法分析植被变化趋势,使用残差分析的方法剥离人为活动因素,探究气候、人为活动对植被变化的作用。结果表明:岳阳市植被显著减少的区域占比为0.89%,显著增加的区域占比为76.11%,驱动力因素变化方面,归一化植被指数与降雨、温度的相关系数分别为0.456、0.698,与残差的相关系数为0.81。岳阳市大部分区域植被覆盖显著改善,小部分区域植被出现显著减少趋势,植被覆盖变化驱动力方面,人为作用强于气候变化对岳阳市植被覆盖变化的影响。

翼伞后缘偏转过程的流固耦合动力学特性

深入研究翼伞后缘偏转过程的气动与结构耦合动力学问题是解决大型翼伞精确空投系统机动转弯和雀降等操纵动作设计分析的重点内容。首先基于ALE算法和罚函数耦合方法对翼伞后缘偏转过程进行流固耦合动力学建模,之后基于结构化的ALE求解方法和瞬态非线性求解器对翼伞三维模型的单个气室后缘偏转进行仿真验证,预测了后缘偏转运动引起的周围流场流动分离现象。分别针对翼伞后缘单侧下偏和双侧下偏过程的流固耦合行为进行仿真分析,获得全时域内翼伞结构场和周围流场特性动态演化结果,以及翼伞气动性能参数时间历程曲线,发现了后缘下偏过程的操纵延迟现象。最后通过风洞试验对仿真结果进行验证,证明了方法的有效性,为大型冲压翼伞的设计和应用提供理论和技术支撑。

运载火箭贮箱焊缝射线数字成像自动检测技术研究

针对我国运载火箭常态化、高强密度发射形势下贮箱快速、小批量研制需求,以全面提升贮箱结构产品数字化检测能力为目标,结合贮箱小口径和大长径比结构特点,设计了以细长悬臂梁及探测器展开机构导轨为核心的运载火箭贮箱环缝射线数字成像检测装备;经验证,检测图像质量满足GB/T3323.2-2019技术等级A级要求,较传统射线照相检测检测效率提升8倍。

多相炭黑G10填充半钢轮胎胎面胶性能研究

研究偶联剂Si69用量对多相炭黑G10填充半钢轮胎胎面胶性能的影响,并与炭黑及炭黑/白炭黑并用填充胎面胶性能进行对比。结果表明:与炭黑填充胶料相比,炭黑/白炭黑并用填充胶料的门尼粘度较大,t_(90)延长,t_(10)缩短;与炭黑/白炭黑并用填充胶料相比,多相炭黑G10填充胶料的门尼粘度明显减小,t_(90)缩短,混炼胶的Payne效应明显减弱,硫化胶的拉伸强度增大,阿克隆磨耗量和DIN磨耗量减小,压缩生热明显降低,混炼胶中炭黑分散性明显改善;随着多相炭黑G10填充胶料中偶联剂Si69用量的增大,胶料硫化特性和物理性能变化不大,损耗因子减小,其中偶联剂Si69用量为白炭黑用量8%的胶料生热较低,多相炭黑G10分散效果较好。

切缝间距对环向切缝管气隙聚能效应的影响

为研究切缝间距对环向切缝管气隙聚能效应的影响,利用ANSYS/LS数值仿真软件建立5种不同切缝间距的聚能爆破模型,并用钢板试验对模拟结果进行验证。研究结果表明:切缝间距是影响环向切缝管气隙聚能射流形成和作用效果的主要参数之一。若环向切缝间距过小,初始裂纹会过于密集,且会消耗气体射流在岩石上的能量;若环向切缝间距过大,环向切缝变宽,则导致能量不集中;当环向切缝间距为4 cm时,数值模拟结果和钢板试验结果均表明该工况的平均刻痕深度最大,爆破效果最好。

动力翼伞系统拟坐标形式的多体动力学建模

精准的翼伞空投着陆需要更接近实际的动力学模型。采用拟坐标形式的Lagrange方程,提出反映翼伞连接方式和相对运动的翼伞多体动力学建模方法。针对翼伞系统稳定飞行的运动特性,将其处理为伞衣、伞绳和载荷等多刚体系统。利用多项式形式表示伞衣下拉后缘时的气动力,附加质量影响处理为等效力,各体平动速度和角速度作为拟坐标,建立无约束形式的多体动力学方程。以某小型翼伞系统为例,仿真分析了单刚体和多刚体模型在下拉后缘、突风扰动和不同吊挂模式下伞衣与载荷的运动特性。仿真结果表明,所建模型有效反映了翼伞系统的相对运动,可通过改变连接方式提高载荷运动的稳定性。

采用小弹性模量方法的空间飞网构型优化设计

飞网构型设计对提高空间飞网系统的展开抓捕性能具有重要意义。用小弹性模量分析方法对空间飞网构型优化设计问题进行研究。以绳网中内力分布均衡性为优化目标,选取飞网抛射过程中最大受力时刻为研究工况,赋予绳索单元极小弹性模量,进行静力学计算,并以变形后的结果为初始条件进行迭代分析。优化结果表明,绳网中的内力分布随迭代步数的增加而更趋于均匀。在不改变绳网拓扑结构的前提下,所建立的优化设计方法为空间飞网构型优化设计提供了一种参考途径。

网格质量反馈的弹性体动网格改进

高鲁棒性的动网格变形方法是求解包含运动边界的非定常流场问题的关键技术。基于经典的弹性体动网格方法,引入两种设计合理、评价效果较好的网格质量参数——Patrick参数和Baker参数,提出了一种基于网格质量反馈的改进弹性体动网格方法。结合二维NACA0012翼型、三维ONERA M6机翼大角度俯仰运动,对比研究改进方法与经典方法的变形能力,改进方法能够保持较好的网格质量,尤其在最大变形时,可以有效改善较差网格单元,具有更高的鲁棒性。计算了NACA0012翼型、ONERA M6机翼的俯仰振荡绕流,并与实验结果及文献进行对比,结果表明,基于网格质量反馈的改进弹性体法能够显著提高变形网格的鲁棒性,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。

流体驱动智能管道内检测机器人关键技术及应用

使用以管道自身流体驱动并搭载漏磁检测设备的管道内部机器人进行长距离输送管道的检测是一种重要且有效的手段。介绍了管道漏磁内检测的原理、缺陷漏磁场的算法及关乎缺陷检出效果等在内的内检测机器人驱动力,通过适应性、速度控制和漏磁检测模块设计,并将上述项目研究成果运用到实际工业实践。结果表明:本项目开发的内检测机器人其检测适应能力更强,能进一步提高缺陷的检出灵敏度和分辨力,可在行业内推广应用。

颞下颌关节紊乱病的“梯度序列治疗”

颞下颌关节紊乱病是口腔科临床常见的疾病,好发于青年群体,女性多见,发病率在30%左右;其临床表现多为下颌运动异常、疼痛、弹响与杂音,部分患者伴有耳鸣、头痛等症状。颞下颌关节紊乱病的治疗目前主张采用"梯度序列治疗"模式,每个"层级"均有其严格的适应证。一般首选保守治疗或无创治疗,适用于功能障碍性或轻度器质性病变患者;次选微创治疗,适用于保守治疗无效患者或轻度器质性病变患者;最后才考虑选择开放手术治疗,适用于前两种治疗无效并伴有严重器质性病变的患者。"梯度序列治疗"方案的制定应该是个性化的,由医生主导,患者配合的情况下完成的。本文对颞下颌关节紊乱病的"梯度序列治疗"进行阐述。

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。

磨牙症的病因研究与治疗进展

磨牙症是口腔副功能的一种表现形式,指牙在无意识状态下承受一定强度咬合力的同时,下颌作一定节律的运动或表现出较大运动倾向的现象。长期磨牙会导致牙齿异常磨损,严重磨损则可导致牙敏感症、牙周炎、牙折、牙髓炎等并发症。同时因为磨牙时较大的咬合力,颞下颌关节不可避免地承担了过大的负荷,长此以往会导致颞下颌关节紊乱病。由于长期的用力过度,磨牙症患者常表现有咀嚼肌疲劳、压痛、功能异常及肌肉紧张性疼痛。临床常见到患者咬肌、翼外肌、二腹肌区疼痛,有时还会出现咬肌肥大,甚至还伴有颈、背等部位的肌痛。部分患者甚至伴有自主神经系统症状和晨起时的头痛。本文主要介绍磨牙症的常见病因及治疗方法的进展,以便让更多的口腔医师能够正确认识该病症,掌握该病症的发生、发展、治疗及预后,从而更好地为患者提供有效的治疗。

高超声速滑翔飞行器驻点热环境不确定性量化评估

高超声速滑翔飞行器面临复杂的气动热环境,预示数值存在一定的不确定度,其不确定度来源的辨识与量化分析对于确保可靠性和鲁棒热防护系统具有重要意义。首先给出了经过对比完善的高超声速滑翔飞行器端头、前缘和大面积气动加热计算方法。然后,将影响热流预示不确定性的因素分为认知不确定性和随机不确定性两类,分别给出了各个不确定性参数的概率分布类型和取值范围。最后采用蒙特卡洛法生成样本,以端头热环境为例,使用非侵入式多项式混沌方法和基于Sobol指标的方法开展不确定度量化和敏感性分析。分析结果表明,给定变量不确定条件下,端头热流不确定度不小于7.03%,且对来流速度和来流密度的变化更为敏感。

救生伞背带分系统对假人动载的影响

为了改善救生伞背带分系统的安全性,建立降落伞-背带-假人系统的动力学模型,分析背带及脱离锁参数对假人质心过载的影响。针对救生伞假人高速开伞空投试验,采用多体动力学方法建立降落伞、背带脱离锁和假人的十五自由度动力学模型;采用半质量-阻尼弹簧模型建立背带模型,连接降落伞、脱离锁和假人;利用实测过载计算降落伞开伞力。利用所建立的动力学模型仿真典型状态下假人和背带的动力学响应,验证所建立模型的合理性。分析了脱离锁位置、背带松紧程度、背带材料特性对假人质心最大过载的影响,可用于指导背带设计以及确定最佳的背带脱离锁位置。