航空宇航

• 基于DoDAF的蜂群无人机防空压制作战体系研究

  史志富;

  蜂群作战模式是小型无人机未来颠覆性作战模式之一，利用蜂群无人机对对方防空系统进行压制是蜂群无人机的主要应用样式之一。为有效保障和指导防空压制任务的执行，必须针对蜂群无人机的使用模式和应用场景建立其顶层的体系架构。针对空中发射蜂群无人机进行防空压制的应用场景，根据美国国防部体系架构框架提供的标准和方法，构建了大型运输机从空中投放蜂群无人机执行防空压制/对地攻击等作战任务的体系架构，给出了体系架构的建模流程，并从作战概念、组织过程、作战活动、信息交互关系以及资源流等不同视角和层次建立了相应的视图模型，可为未来大型运输机空投蜂群无人机进行蜂群应用研究提供借鉴。

  2024年02期 v.42;No.188 5-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K]
  

• 不稳定地月循环轨道的混沌控制方法

  郑越;赵敏;

  针对现有的地月循环轨道稳定控制方法仅对少数轨道有效的缺点，本文提出了一种圆型限制性三体问题下不稳定地月循环轨道的混沌控制方法。首先在循环轨道上选择候选不动点及其对应的庞加莱截面图；然后通过混沌控制方法将轨道在庞加莱截面图上的投影点移动到不动点的稳定方向上；再计算轨道被控制后的目标点和轨道投影点到不动点之间偏差距离的比例，依次对比例最小的候选不动点进行筛选；最后根据所选择的不动点确定庞加莱截面图，计算控制脉冲量，对循环轨道进行稳定控制。仿真结果表明，本文所提出的方法适用于各种类型的地月循环轨道，相比现有方法至少节省了66%的能耗，能够使循环轨道长时间趋于稳定。

  2024年02期 v.42;No.188 14-19+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
  

• 某型飞机燃油系统对APU供油的可靠性仿真计算模型

  汪英;

  飞机燃油系统是飞机获得动力的来源，燃油系统的可靠性对保障飞机安全至关重要。传统故障树分析法（FTA）对多状态下的飞机燃油系统可靠性分析过程较为复杂，工作量较大。GO法适用于多状态下的系统可靠性分析，利用GO法结合SIMULINK仿真平台，计算飞机燃油系统对APU供油的可靠性。针对GO法中第12类操作符路径分离器给出了对应SIMULINK的表达模块。结果表明，使用GO法对飞机燃油系统对APU供油的可靠性分析精确，为多状态下的系统可靠性分析提供了新的思路。

  2024年02期 v.42;No.188 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
  

• 垂直起降无人机气动布局设计研究进展

  王晓璐;刘威威;周冲;李光浩;

  垂直起降无人机是当前航空领域的研究热点。文章介绍了倾转旋翼、倾转涵道和双系统式三类垂直起降无人机的工作原理和典型机型，分析和讨论了其气动布局特征及其设计研究进展，提出了垂直起降无人机气动布局设计和优化、飞行控制、侧风效应和结构轻量化设计方面的研究建议。

  2024年02期 v.42;No.188 25-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
  

• 多翼离心风机气动噪声数值预测

  韩非非;

  文章采用计算流体力学软件Fluent对多翼离心风机的内部流场进行三维的定常和非定常数值模拟，并对数值结果进行了分析。数值结果与试验结果的对比分析表明了数值模拟具有较好的准确性和可信度。随后，基于流场的计算结果进行声场的数值计算，结果表明：基于非定常流动的FW-H声压模型可获得多翼离心风机气动噪声主要噪声源在声学接收点处的噪声频谱，有助于更深层地了解声源的噪声特性以及明确噪声峰值所对应的频率段，为下一步进行有针对性的噪声控制研究提供有力的依据。

  2024年02期 v.42;No.188 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
  

• 复合材料补片参数对粘结修补含裂纹金属板结构振动特性的影响分析

  刘双燕;朱冰冰;

  本文研究了粘结复合材料修复对裂纹金属板振动特性的影响规律。研究了补片几何参数对振动水平和修复效果的影响。振动水平由第一模态频率、模态阻尼损耗因子和裂纹尖端平面外的振幅表征。通过应力强度因子的幅值来评估修复效果。研究结果显示，修复后的应力强度因子会随着模态阻尼损失因子的增加而呈现渐进行为，尤其是在将阻尼材料插入复合材料补片的情况下，这种趋势更加显著。

  2024年02期 v.42;No.188 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1210K]
  

• 复合材料小尺寸不规则孔隙随机分布算法

  李波;凌心茹;

  以碳纤维/环氧树脂复合材料中的孔隙为研究对象，建立一种可以生成小尺寸不规则孔隙的随机分布算法。首先利用Matlab软件对复合材料的微观形貌图像进行处理，以获取小尺寸不规则孔隙的尺寸分布统计数据。然后以该统计数据为依据，采用改进的邻点融合法，通过C++编程建立小尺寸不规则孔隙随机分布算法。最后将孔隙微观形貌图和随机分布算法生成的孔隙分布图进行对比分析，结果表明本文算法生成的孔隙与实际孔隙的形状和分布基本相同，证明了小尺寸不规则孔隙随机分布算法的有效性和合理性。

  2024年02期 v.42;No.188 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
  

• 基于GMM和分水岭算法的润滑油粘连磨粒的在线检测方法

  马龙;文振华;冯俊杰;吴梦迪;

  润滑油中磨粒的数量、尺寸特征是磨损程度判断的主要依据，由于运动状态下的磨粒极易发生粘连，难以实现磨粒的在线监测及特征提取。为提高粘连磨粒目标检测精度，提出了一种基于融合GMM(Gaussian Mixture Modelling,GMM)和分水岭算法(Watershed Algorithm)的磨粒目标检测算法。首先，采用基于GMM的背景差分算法初步提取出运动磨粒目标，然后再利用分水岭算法对所提取目标进行分割，完成粘连磨粒目标的精确检测。实验结果表明，相比于传统算法，GMMWatershed算法能够有效提高粘连磨粒的目标检测精度，准确率达98.86%，为提高油液磨粒在线特征提取的准确率提供了有效的方法。

  2024年02期 v.42;No.188 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K]
  

信息科学

• 一种小型无人机飞行控制及图像传输系统设计研究

  李玲;唐嘉成;谭皓琳;

  文章设计了无人机的飞行控制及图像传输，将PID算法和飞行控制的公式相结合，建立更平稳的飞行控制模型。采用功能较为强大的STM32F4系列单片机作为中心处理器进行设计，分模块分平台来模拟实现无人机的飞行控制、图像采集和图像传输等功能。不仅可以增加飞行拍摄稳定性，也可以为跨平台飞行摄像传输提供参考。

  2024年02期 v.42;No.188 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K]
  

• 基于频率分集阵列小埋体检测三维形貌成像方法

  周鹏;王丽莹;李鹏飞;布锦钶;吕子悦;高艺蜚;张文理;赵青;

  频率分集阵列（Frequency Diverse Array,简称FDA）在埋体管线的探测识别与成像中具有很大优势，利用其灵活的波束控制和信号处理性能，能够摆脱传统阵列发射信号限制，灵活接收和处理复杂信号。通过发出窄带信号进而获得宽带信号探测参数，大大降低操作成本，实现高效率、高精度、高性价比三维立体成像。现如今埋体管线探测成为城市发展中不可避免的痛点，小埋藏体检测成像更是难点问题。文章提出一种基于多进多出技术（Multiple-Input Multiple-Output,简称MIMO）的频率分集阵列三维合成孔径雷达（3D-FDA-MAR)成像方法，并将MIMO阵列引入频率分集阵列实现三维成像，建立了MIMO-FDA三维形貌成像模型。该多进多出频率分集阵列在三维空间中能够随平台运动而运动，在沿航向处得到综合孔径，根据切航向阵列能够获得仿真频率分集阵列平面，从而得到目标物成像的三维立体效果，实现精准定位，全空间透视探测，智能3D成像，小埋藏体的精准检测诊断。

  2024年02期 v.42;No.188 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
  

能源与材料

• 基于自适应超扭曲算法的燃料电池供气系统二阶滑模控制研究

  李勇;郭庆;张开轩;张翔;党利;

  针对某小型无人机基于聚合物交换膜氢燃料电池和锂离子电池的电推进混合动力系统的实用化需求，提出了一种基于非线性自适应超扭曲算法的二阶滑模氢燃料电池供气系统控制的设计方法。通过研究燃料电池供气系统空压机空气流量与过氧比之间的关系，建立了期望空气流量与最佳期望过氧比关系的参考模型。在参考模型的基础上，引入自适应超扭曲二阶滑模控制器来优化燃料电池供气系统的性能。仿真结果表明，该控制器具有较强的鲁棒性，在负载变化和参数不确定情况下具有良好的暂态性能，同时保证了受控系统的稳定性，优化的压缩机功率配置比恒定的压缩机功率配置节能2.7%，验证了自适应超扭曲二阶滑模控制器的有效性能。

  2024年02期 v.42;No.188 79-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  

• 电场强度与恒流时间对闪烧超高纯氧化铝陶瓷微观结构及致密化的影响

  杨守磊;朱银晓;代羽锦;韩宁;刘思彤;

  电场强度和恒流时间对陶瓷闪烧行为和微观结构具有重要影响。文章主要探讨电场强度和恒流时间对闪烧超高纯氧化铝微观结构及性能的影响，基于经典致密化理论分析了超高纯氧化铝闪烧工艺的致密化机理。当电场强度从5000V/cm增加到7000V/cm时，闪烧超高纯氧化铝的致密度从91.2%增加到96.4%，硬度从16.87GPa增加到18.65GPa。当恒流时间从1s延长至60s，闪烧超高纯氧化铝的致密度随恒流时间的增加而增加。将恒流时间进一步增加至90s时，闪烧超高纯氧化铝的致密度减小。SEM结果表明恒流时间从1s增加到90s时，闪烧超高纯氧化铝的晶粒尺寸从228nm增加到370nm。

  2024年02期 v.42;No.188 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K]
  

土木工程

• 方形耐候钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

  张涛;秦雪;张拓;张太平;薛茹;史科;刘崇旺;赵雯桐;

  为研究方形耐候钢管混凝土短柱的轴压力学性能，首先设计并开展了4根轴压短柱试验研究。进而采用Abaqus有限元软件建立方形耐候钢管混凝土短柱有限元模型并进行数值分析。数值模拟结果表明，轴压短柱直至破坏共经历了3个阶段：弹性段、弹塑性段和破坏段。其破坏模式均为柱中局部屈曲。耐候钢拉伸性能试验特征与低碳钢的力学性能相近，有限元建模采用低碳钢本构关系可准确模拟方形耐候钢管混凝土短柱的轴压力学性能。钢管内焊接拉筋能有效改善钢管对核心混凝土的约束作用，进而提高轴压短柱的极限承载力和延性。最后，方形耐候钢管混凝土短柱轴压力学性能与普通钢管混凝土短柱无异。

  2024年02期 v.42;No.188 95-101+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K]
  

数理研究

• 非线性Benjamin-Bona-Mahony-Burgers方程的非协调有限元超收敛分析

  廖歆;赵国营;

  文章研究了二维非线性Benjamin-Bona-Mahony-Burgers (BBMB)方程的非协调有限元方法。利用非协调EQ_1~(rot)元相容误差比插值误差高一阶的特殊性质，给出了非线性BBMB方程在半离散以及向后Euler全离散格式下的超逼近和整体超收敛结果。最后，通过数值试验验证了理论分析的正确性和方法的有效性。

  2024年02期 v.42;No.188 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K]
  

• 带有时滞和收获的扩散捕食系统的斑图动力学分析

  常红翠;焦建锋;王战伟;张理涛;

  文章研究了一类带有食饵收获效应和时滞的捕食系统的Turing斑图的形成及选择问题。首先利用稳定性理论给出了由交叉扩散项引起的Turing不稳定条件和分支理论分析，得到了系统Turing斑图的存在区域。然后利用Matlab软件对系统Turing斑图的形成和选择结果进行了数值模拟。这为以后带有交叉扩散的时滞反应扩散系统的研究提供了可行的方法，具有广泛的理论应用价值。

  2024年02期 v.42;No.188 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K]
  
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