飞行器领域之蜜蜂带来的启示

航天航空的事业仍在继续,21世纪的时代洪流来势泌泌,兼具飞行能力的蜜蜂也开始登上航天航空的舞台,为航天航空事业做出了不可磨灭的贡献。文章从蜜蜂的变体飞行器和微型扑翼飞行器的角度出发,阐述蜜蜂在其研究中的意义。

充气球天线材料性能试验与反射面型面分析

针对充气球天线作为一种用于应急通讯的天线系统应具有良好的便携和多次收纳的功能需求,即反射面材料具有良好的抗皱性能,而材料性能直接影响反射面型面精度这一问题,选用一种镀银锦纶机织物附膜作为反射面材料,进行单轴、双轴拉伸试验以及接缝黏结强度拉伸试验.阐述迭代逼近式型面分析数值计算方法,考虑根据材料性能试验得到的材料正交各向异性,通过自编程序求解反射面"无应力状态"初始型面.利用通用软件加载计算"工作状态"型面精度.结果表明,材料力学性能符合应用要求,分析方法正确可行.

前鼻腔狭窄手术干预的数值模拟研究

目的建立前鼻腔狭窄患者鼻腔的CFD模型,分析前鼻腔狭窄患者鼻腔吸气相气流动力学特征,并且在通过手术方式恢复正常鼻腔形态结构后,对比术前术后气流流场的改变情况,评估手术对鼻腔通气生理功能的影响及手术疗效。方法26例外伤性前鼻腔狭窄患者,其中一例为双侧前鼻腔狭窄,建立CFD模型,在Fluent软件中模拟并分析平稳吸气相鼻腔的流场特征,并对其中患者的术前术后鼻腔流场变化信息进行对比分析。结果 26例前鼻腔狭窄患者鼻腔的狭窄部位均发生于鼻腔最为狭窄的鼻瓣区,截面积在术前平均为0.40±0.16cm^2,术后为0.78±0.18cm^2,显示有统计学差异性(P<0.01);狭窄侧鼻腔鼻瓣区有较高的气流流速(平均6.5±2.31m/s),手术增大了鼻瓣区截面积的同时也使得该区域术后的气流流速明显下降(平均2.92±0.86m/s),显示有统计学差异性(P<0.01);吸气相气流压强和速度的梯度分布显示,手术恢复了鼻瓣区鼻腔结构对称性的同时,狭窄侧鼻腔鼻阻力下降(术前的0.26±0.136Pa.s/mL,术后的0.116±0.075Pa.s/mL,显示有统计学差异性P<0.01)。结论通过对前鼻腔狭窄患者鼻腔结构及术后的鼻腔结构CFD数值模拟分析,具体客观地认识到前鼻腔狭窄患者鼻腔内气流分布状况以及手术对鼻腔结构和气流场的影响,手术恢复了双侧鼻腔鼻瓣区结构对称性的同时,获得了双侧鼻腔的对称的气流分布,狭窄侧鼻阻力下降,手术能有效改善鼻瓣区的狭窄异常不仅是降低鼻阻力不可或缺的,而且也是评估手术疗效好坏的关键。

基于Logistic混沌映射和IWT-SVD量化的盲鲁棒水印算法

为了提高数字水印的鲁棒性以及水印嵌入位置的保密性,提出了一种基于Logistic混沌映射和整数小流变换—奇异值分解(IWT-SVD)量化的盲鲁棒水印算法:对二值水印图像进行Arnold置乱,对原始载体图像进行8×8分块,利用生成的Logistic混沌序列选择嵌入水印的图像块,充分保证了水印嵌入位置的保密性;对选中的图像块进行二级IWT分解,对得到的二级低频子带系数进行SVD;将置乱后的水印信息嵌入。算法不需要原始载体图像,实现了水印的盲提取,更具实用性。仿真实验结果表明:算法对常规图像处理操作、压缩攻击和剪切攻击均具有较强的稳健性。

周培源湍流理论概述

2022年是周培源先生(1902年8月28日—1993年11月24日)诞辰120周年,为怀念一代宗师,本文对周先生长达半个多世纪的湍流研究历程以及建立的湍流理论进行了概述,内容包括湍流“前模式理论”,涡旋结构的湍流统计理论,相似性理论和逐级逼近方法,最后就周先生对湍流研究做出的贡献进行了总结。

受宽带随机激励的最优反馈控制

文章提出了基于平稳响应的随机最优反馈控制策略,研究了受宽带随机激励的Hamilton系统的最优反馈控制。首先应用拟Hamilton系统随机平均法建立平均后的Ito∧随机微分方程;接着求解相应的Fokker-Plank-Kol-mogorov(FPK)方程得到系统精确平稳解;然后将控制力的均方值和Hamilton能量均值结合作为系统控制指标,得出最优反馈控制规律;最后用两个例子详细说明了这一控制方法的实施过程的有效性,数字模拟结果与理论结果完全吻合。

往事越卅年——写在周培源先生诞辰双甲子之际

1行为心役在20世纪70年代的中后期,我们国家迎来了教育和科学的春天。1977年10月21日,《人民日报》刊发了有关高校招生重大改革的消息,我国将恢复中断了11年的高考制度。1978年3月,全国科学大会召开,会上明确指出现代化的关键是科学技术现代化。为配合当时的形势,报告文学家徐迟接连发表了几篇歌颂科学家的报告文学,其中有关于地质学家李四光的《地质之光》、数学家陈景润的《哥德巴赫猜想》、植物学家蔡希陶的《生命之树常绿》以及力学家和物理学家周培源的《在湍流的涡漩中》。

不同部位和大小的鼻中隔穿孔对鼻腔气流影响的数值模拟分析

目的运用数值模拟的方法探讨不同部位和大小的鼻中隔穿孔对鼻腔气流的影响。方法选取2名健康成年人的鼻腔CT数据,例1为45岁男性,例2为36岁女性,分别构建出不同部位(前端低位、中部低位、后端低位和前端高位)和尺寸(直径分别为10 mm和5 mm)的鼻中隔穿孔的鼻腔气流模型,数值模拟分析不同部位和大小的鼻中隔穿孔鼻腔数值模型的鼻腔容积、鼻腔壁面积、压强、鼻阻力、温度、气流速度、壁面剪切力、双侧鼻腔气流分配比、涡流等情况。分别将鼻阻力和气流温度差与鼻腔壁面积作Pearson相关性分析。结果在压强和鼻阻力方面,位于前端低位且较大尺寸的鼻中隔穿孔对局部的压强梯度影响更明显;前中部低位的鼻中隔穿孔可导致鼻腔阻力增加。在温度方面,前端低位和高位较大尺寸以及前端高位较小尺寸的鼻中隔穿孔对局部温度影响更明显;位于前端且具有较大尺寸的鼻中隔穿孔模型的鼻加热效率低于正常模型;前鼻孔至鼻中隔后缘的温度差与鼻腔壁面积之间存在正相关关系(例1和例2的R2值分别为0.69、0.41,P值均<0.01)。在气流平均速度方面,位于鼻腔前端低位和高位的不同尺寸穿孔相对于其他部位穿孔,对鼻腔局部的气流平均速度影响更明显。在气流的分配和涡流方面,前中部低位的鼻中隔穿孔可使原本气流分布不对称的双侧鼻腔内的气流分布更加趋于不均衡;位于鼻腔前端和中部的穿孔较鼻腔后端的穿孔会导致更加明显的涡流分布。结论鼻中隔穿孔所造成的影响与其发生的部位和大小有关,偏前端和较大的鼻中隔穿孔相对于偏后端和较小的穿孔对鼻腔内压强、鼻阻力、温度调节、气流分配等方面表现出更多的负面影响。

载双磷酸盐骨水泥的静态机械强度和疲劳极限

目的研究载双磷酸盐骨水泥的疲劳极限和静态机械强度及相关影响因素。方法制备不同载荷的载双磷酸盐纯粉骨水泥试件，根据纯粉载荷及试件的贮存环境进行分组，检测抗压强度、压缩弹性模量、抗张强度、抗弯强度和疲劳极限，威布尔频率函数分析疲劳极限，激光散射法测定双磷酸盐纯粉的粒径。结果增加纯粉载荷可提高试件的抗压强度极限、抗张强度极限，降低疲劳极限。体液浸泡可降低试件的抗压强度极限、压缩弹性模量、抗张强度极限及疲劳极限。结论双磷酸盐纯粉的粒径及分布范围较小，载入后丙烯酸骨水泥的静态机械强度高于美国材料实验协会／国际标准化组织标准，但疲劳极限有一定程度下降。与文献报道双磷酸盐的液剂或片剂磨粉相比，纯粉对骨水泥疲劳极限和静态机械强度的影响最小。