高校新型研发机构实施人才驱动战略的探索与实践——以西北工业大学长三角研究院为例

人才资源是高校新型研发机构的生命之魂。西北工业大学长三角研究院将人才引留用问题视为事关生存发展的关键点,大力推进核心科技人才聚集工作:以“六个进一步”为指针,廓清研发机构人才工作新思路;以“三服务”为导向,精准定位人才工作重点;以“引留用矩阵”为蓝本,创新人才引留工作举措。面向未来,研究院将重点做好人才凝聚力建设、人才队伍扩容、人才助长挖潜等三项工作,将人才驱动战略进一步落到实处。

新型研发机构视角下高校异地研究院的发展--以西北工业大学太仓长三角研究院为例

创新驱动背景下,高校异地研究院成为政产学研合作的直接载体和高校科技成果转化的重要平台。步入新时代,新型研发机构的定位为高校异地研究院的发展提供了更多空间,校地合作方式和途径迎来新的探索阶段。文章在梳理新型研发机构相关研究的基础上,以西北工业大学在太仓市设立的异地研究机构为对象,探讨其在校地合作基础上,进一步与太仓高新区共建航空产业园的发展策略。通过分析这一"二阶"创新的具体内容及其面临的主要问题,从创新办院机制、完备组织体系,细化绩效管理、加速成果转化,完善政府职能、推进长效合作等方面,提出了研究院推进共建航空产业园的路径建议。

一流高校产学研共生体建设理念与路径——基于西北工业大学太仓长三角研究院的实践

为推动高校催生出更为科学的产学研协同创新组织形态、推进产学研协同理论升级,采用案例分析法,基于西北工业大学太仓长三角研究院的实践经验,探索一流高校产学研共生体建设理念、运行机制和作用路径。研究指出,一流高校产学研共生体建设的核心构架在于以高新技术研发为依托、高附加值技术产品开发为根基、高成长性文化培育为焦点,带动高校产、学、研等事业的共生共强;通过产学共生、学研共生、产研共生交叠运行,并在协同创新理念指引下统合于高新技术研发与成果转化全过程中,推进产业链、创新链与人才培养链交融一体化发展。最后提出,加强众创空间、研发平台和团队梯队建设是推进产学研共生体共生共强、高水平运转,建设一流高校产学研共生体的重要举措。

高校异地举办新型研发机构的功能定位与建设思路——以西北工业大学太仓长三角研究院的发展为例

高校跨域举办新型研发机构必须坚持科学研究、社会服务及与地区高科技发展深度融合的理念,在功能定位上要重点关注其在高校学科支撑、职能延伸、跨区联动中发挥的特殊作用,服务于学校学科综合实力的提升。西北工业大学长三角研究院的实践表明,要培育新型研发机构的持续发展力,必须坚持走聚焦国家科技战略需求、依靠科技创新发展、推进机构实体化运转的发展道路。高校异地举办新型研发机构未来的发展思路是聚力硬核科技发展目标,专注核心资源的凝聚吸纳,制定灵活创新的发展政策,为发展铺就一条“快行道”。

槽缝射流对高负荷涡轮非轴对称端壁冷却性能的影响研究

基于端壁静压分布造型方法,本文针对带有槽缝射流的高负荷涡轮,分别研究了全局及局部造型下端壁冷却性能的变化规律,揭示了不同入射角及槽缝结构对非轴对称造型端壁冷却性能的影响机理。研究表明:非轴对称端壁造型可以显著改变静叶端区气冷特性。造型端壁可通过抑制二次流强度,降低叶栅总压损失系数达0.364%;相比常规端壁,造型端壁冷气有效覆盖面积最大增大13.57%,但横向平均气膜有效度降低;造型端壁可以改善大倾角槽缝射流的冷却效果;使用相切圆弧的槽缝入射段结构后,造型端壁较平端壁有效冷却面积增大了11.51%。

非结构网格通量重构算法下三种紧致WENO限制器对比研究

在通量重构算法框架下对比研究了3种最新提出的用于间断伽辽金算法的紧致型WENO(weighted essentially non-oscillatory)限制器,即简单WENO限制器、p阶加权WENO限制器和多精度WENO限制器。这3种WENO限制器能够较高精度地模拟流场并捕捉激波,其紧致性在于问题网格单元中的重构只涉及问题网格单元及其相邻网格单元。同时,使用保精度的保正限制器用以避免可能出现的非物理的密度和压力负值。最后,采用非结构四边形网格在双马赫反射、激波与涡相互作用、激波反射、黏性弓形激波和激波与层流边界层相互作用等多个二维算例中,对这3种WENO限制器进行分析比较。结果显示:多精度WENO限制器与p阶加权WENO限制器能够高精度模拟流场并捕捉激波,同时一定程度抑制通量重构方法本身在激波附近的数值伪振荡;p阶加权WENO限制器与多精度WENO限制器相比,其稳态收敛性相对更好;简单WENO限制器则性能较差。根据以上研究,提出亟须发展能够使高阶WENO限制器在稳态问题中收敛的间断探测器。

基于心流理论的沉浸式居家空间设计研究

沉浸式居家是当下颇受欢迎的一种生活方式,其理论基础为积极心理学的心流理论。人们对室内装修风格、装饰品、家用电器等进行有目的的选择和应用,旨在营造某种具有美感的气氛,令身心实现沉浸、获得心流、得以治愈。沉浸式居家空间既是当下体验经济时代和信息时代的产物,也是人类自身生存诉求的结果。在当下,沉浸式居家空间设计呈现出高技术和高情感的双重特性,一方面智能家电在其中发挥着重要作用,另一方面又呈现出日常生活的审美化倾向。

三维曲边界结构波传播分析的时域谱单元方法

航空航天工程中存在大量具有复杂曲线或曲面边界的结构,采用弹性波对这类结构进行损伤检测时,分析弹性波在结构中的传播行为是其中的重要环节。目前,数值模拟是研究结构中弹性波传播行为的有效手段。现有的数值仿真方法在对曲边界结构进行建模时多采用直边单元,在结构边界处存在较大的几何近似误差,从而影响了弹性波传播仿真的精度。针对这一问题,在时域谱单元方法体系下,推导了一种亚参数27节点曲边谱单元,该单元采用二次插值函数描述单元边界,可以更为准确地描述复杂曲边结构的几何特征,适用于模拟弹性波在此类结构中的传播行为。以薄壁圆筒结构中的波传播问题为例,分别采用曲边谱单元法、直边谱单元法和经典有限元法计算了弹性波在该结构中的传播行为,以验证所提出方法的效率和精度。结果表明:在相同的计算精度下,曲边谱单元法的计算规模远小于有限元法,验证了曲边谱单元法的高效性;在相同的网格规模下,相较于直边谱单元法,曲边谱单元法的计算模型能更好地近似实际结构,从而达到更高的求解精度,并且曲边谱单元法对单元尺寸的变化不敏感,能够以较小的网格规模快速收敛到精确的解。此外,结构的曲率越大,曲边谱单元法相对于直边谱单元法的计算优势越显著。

航空发动机燃油雾化特性研究进展

从实验、理论和数值模拟三个方面对航空发动机内的燃油雾化问题研究进展进行了综述。实验方面,通过雾化实验,可定性分析喷注参数及环境条件等因素对雾化效果的影响,测量技术是影响实验精度的关键;雾化理论对液膜形状及破碎特性的预测值与实验还存在一定误差,复杂气动条件下的雾化理论还较为缺乏;雾化数值模拟可以获得不同形式燃油雾化的某些典型变化过程,复杂多过程、多因素影响的雾化模拟还较难开展。总体上看,航空发动机燃油雾化机理还未能完全揭示。

未知干扰下四旋翼无人机群固定时间编队控制

在未知干扰条件下,针对欠驱动、非线性的四旋翼无人机群编队控制问题,提出了一种抗干扰的固定时间编队控制方法。首先,设计分布式固定时间滑模估计器,在仅有部分无人机获取到期望轨迹的条件下,每架无人机都能快速估计出自己的期望位置信息。其次,引入固定时间干扰观测器用于估计未知的复合干扰,使无人机能够生成干扰估计值以抵消复合干扰对其带来的影响。然后,在无人机的位置层与控制层设计固定时间滑模控制器,实现对期望轨迹的跟踪,所给出的方法能够满足姿态稳定收敛。最后,数值仿真验证了所提出方法的有效性。

面向离散粒子多尺度分析CPU/GPU架构的并行近邻搜索算法

离散粒子法在解决前沿科学和工程领域中的复杂多尺度问题中具有广泛的应用。针对离散粒子大规模多尺度计算中相邻粒子对搜索过程计算复杂度显著增加和并发度下降的问题,提出了一种适用于众核架构(CPU/GPU)的高并发、低内存占用并行近邻搜索算法。通过提出一种基于多层嵌套网格概念的层间相互作用方法,解决了不同层级间粒子对相互搜索时的数据竞争问题;通过引入非对称映射方法,避免了粒子在多级链表上的全映射,降低了内存消耗。一系列数值实验表明,该算法可有效处理108量级粒子体积跨度变化的多尺度问题,相较于传统算法可取得2~8倍的加速效果和更低的内存消耗特性,基于GPU的算法实现可达到当前领先的计算效率。

压气机叶栅非定常分离流动的模态分解方法对比研究

以某高负荷压气机叶栅为研究对象,应用模态分解方法研究叶栅附面层分离所产生的旋涡结构形式和波动频率特征,获得了叶栅非定常流动的主导模态和动态行为,探讨了3种模态分解方法(本征正交分解(POD)、动态模态分解(DMD)和谱本征正交分解(SPOD))在叶栅流动特征识别的差异性。研究结果表明:①POD方法准确提取叶栅分离流动主要空间结构,但模态系数存在多频率耦合问题,导致对于叶栅流动的主导模态特征无法清晰识别;②标准DMD方法可以获得叶栅流动时空单频模态,及其增长率和频率,但是该方法捕捉到流场大衰减率的大振幅次优模态,未能获得高频相干结构,导致无法用有限的模态数得到主导特征;③基于谱特征的SPOD方法能够获得时空单频模态,且不存在模态筛选问题,谱估计方法的使用降低了对数值噪声的敏感性,同时该方法获得了叶栅流动的低秩行为,有助于增强对叶栅流动机理的理解。因此,对高负荷压气机叶栅分离流动进行模态分析时,SPOD方法更具优势。

仿鸟扑翼飞行器自主起降技术研究进展

以仿鸟扑翼飞行器自主起降技术为主要研究对象,首先通过文献调研重点分析了自然界鸟类起降方式。然后分析了国内外仿鸟扑翼飞行器自主起降技术的研究现状,并对垂直起降技术、弹跳起降技术、滑跑起降技术和滑翔起降技术进行了阐述,对相关的关键科学问题进行了梳理。最后对仿鸟扑翼飞行器自主起降技术未来的发展趋势和研究内容进行了展望。

陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件应用及热分析研究进展

陶瓷基复合材料(CMC)具有密度低、耐高温的优异特性而被视为新一代航空发动机的战略热结构材料,其制备工艺、性能设计及其在燃烧室和涡轮等热端部件的应用已成为现阶段航空发动机研究领域的热点。然而,由于编织特征导致的各向异性特性,给CMC在热端部件的应用和加工带来巨大挑战。本文总结了有关陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用研究现状和存在的挑战,提出未来CMC热端部件精细化热分析发展建议。

压气机叶栅非定常线性自回归气动降阶模型研究

为满足叶轮机械领域高效非定常气动计算的迫切需求,采用线性带外输入的自回归(ARX)理论建立了高亚声速压气机叶栅非定常气动性能降阶模型。该降阶模型构造简单,建立较为容易。通过逐渐增加输入/输出延迟阶数,可以获得较高精度的模型超参数。研究结果表明:降阶模型对线性非定常系统的气动参数响应具有较好的预测精度,但在部分无量纲总压一阶幅值比以及无量纲静压一阶相位角存在一定预测误差。非定常系统线性工况下,同一折合频率的气动参数的一阶幅值比和相位角基本不随攻角幅值的增加而变化。通过与具有泛化能力的非线性降阶模型比较,基于线性假设发展的ARX模型能获得更高精度的气动参数响应。

己二酸二酯原位功能化SiO2稳定Pickering乳液的相反转研究

研究了原位改性SiO2稳定的己二酸二酯⁃水体系的乳液相反转特性,探究了不同己二酸二酯分子对SiO2的功能化改性能力.研究发现,己二酸二酯的烷基链长对乳化行为有重要影响,长分子链二酯倾向于形成O/W乳液,而短分子链二酯则倾向于形成W/O型乳液.结果表明,短分子链的己二酸二酯对SiO2粒子的原位功能化改性效果更好,其原因在于短分子链的己二酸二酯空间位阻较小,酯基与Si—OH形成氢键能力较强.改性SiO2的红外光谱证明了SiO2表面不同己二酸二酯的数量变化.碱性条件下乳液稳定特性再次证实了所提出的机理.

多腔室凹槽对涡轮叶顶流动传热特性影响的数值研究

为降低叶顶热负荷,抑制泄漏流,以GE-E^(3)第一级叶栅为研究对象,将肋条结构应用到动叶顶部中,通过求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)方程和k-ω湍流模型,研究了多腔室凹槽对叶顶流动传热性能的影响。研究结果表明:随着肋条结构数目增多,常规凹槽由更多小腔室组成,叶顶换热系数逐渐减小。与平叶顶相比,具有格栅结构的多腔室凹槽叶顶其叶顶换热系数显著降低。凹槽腔室内刮削涡可有效降低泄漏流量,不同多腔室凹槽叶顶的泄漏流质量流量有着不同程度的降低。格栅结构在凹槽中起到“气动篦齿”作用,在0~20%的流向区域内泄漏流控制效果显著。

陶瓷基复合材料端壁气膜冷却特性实验数值研究

为了解决陶瓷基复合材料(CMC)各向异性导热特点而带来的温度场分布变化问题,基于热固耦合数值模拟手段并采用等效导热系数法将CMC端壁导热系数等效为X,Y,Z三个方向的宏观等效导热系数,研究了主传热方向与次传热方向导热系数比(R),主传热方向与主流方向夹角(γ)与端壁冷效分布之间的关系。当端壁导热系数呈现各项异性特征时,端壁表面冷却带朝着主传热方向发生扭曲,R越大扭曲现象越明显。γ=0°时展向平均冷效峰值相比γ=90°要低15%~16%,而下游中心线冷却效率峰值则要高出11.1%~26.2%。对于无气膜覆盖的冷气出口上游区域,冷却带对主传热方向以及导热系数比的变化更为敏感。采用交错多排圆柱孔端壁结构进行了实验,对比了高温合金和CMC材料的综合冷效分布情况。在吹风比M=3~5情况下,CMC端壁的整体综合冷却效率比高温合金端壁低4.32%~5.10%,这主要是厚度方向导热系数的不同导致的。实验结果与理论模化公式结果符合良好,验证了模化公式的准确性。

激光脉冲能量作用下隔离段激波形态及发展控制的数值研究

为了寻求有效的流动控制方法来降低隔离段总压损失,基于非定常雷诺平均的Navier-Stokes方程,探究激光脉冲能量沉积对二维及三维隔离段流场马赫反射的控制效果。在来流马赫数分别为1.61和2.51的隔离段流场马赫反射上游,加入脉冲能量沉积,对比激励流场与基础流场。结果表明:能量沉积主要通过高温热核和其诱导的压力波两种方式对马赫反射结构施加作用,显著地影响了马赫反射结构,促使Ma_(∞)=1.61来流工况下马赫杆的高度减小,马赫反射强度减弱;Ma_(∞)=2.51来流工况下的马赫反射结构转变为稳定的正规反射,减小了总压损失。控制过程包括:(1)能量沉积产生的局部高温降低当地马赫数,减小马赫反射强度;(2)高温热核诱导的弓形波与马赫反射相互作用,马赫反射结构变形;(3)以反压形式影响马赫反射。

人人都是“阿凡达”:数字媒体艺术沉浸式设计社会效应研究

“沉浸”是21世纪10年代以来流行的热词。一直以来,相关商业新物种的出现、传统业态试图借力更新,再加上政策推动、市场认可,沉浸式产业的曝光度不断提高,人类似乎在短短几年便进入一个“万物沉浸”的时代。作为沉浸式设计重要组成部分的数字媒体艺术沉浸式设计,是人类进入体验时代的产物,其核心价值为“场景性价值”。本文属于设计艺术学与积极心理学结合的综合性交叉研究,从数字媒体艺术沉浸式设计的社会效应角度出发,探究其在促进个人成长、构建人际和谐以及助力经济发展等方面发挥的重要作用。