bob手机在线登陆学报自然版

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2022 年 9 期封面

2022, 42(9).

摘要(72) PDF(7)

摘要:

2022 年 9 期目录

2022, 42(9): 1-2.

摘要(42) HTML(39) PDF(7)

摘要:

爆炸冲击波致颅脑冲击伤数值模拟研究

张文超, 王舒, 梁增友, 覃彬, 卢海涛, 陈新元, 卢文杰

2022, 42(9): 881-890. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.191

摘要(242) HTML(65) PDF(57)

摘要:
爆炸冲击波作用头部导致的颅脑冲击伤已成为战斗医学救治中的“标志性损伤”，而爆炸冲击波作用头部时与头部相互作用过程及致伤机理尚不明确. 为了找出爆炸冲击波与头部相互作用时空气压力场变化规律及颅脑动态响应特性，进行了爆炸冲击波作用头部数值模拟研究. 建立了具有典型人体头部结构的三维有限元模型，针对Nahum尸体头部撞击实验对头部有限元模型的有效性进行了验证；基于验证的头部有限元模型，对爆炸冲击波作用头部进行数值模拟，得出了冲击波与头部相互作用时空气压力场变化规律；对头部颅内压变化情况进行分析，得出了冲击波从正面作用头部后额叶、顶叶脑组织压力会出现高频的正负压周期性波动，且会出现较高的压力峰值，为易受损区域.

楔面角度扰动对斜爆轰结构的影响研究

刘曦, 李健

2022, 42(9): 891-899. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.204

摘要(164) HTML(39) PDF(35)

摘要:
为研究楔面角度扰动对斜爆轰波结构的影响，采用两步法反应模型建立了二维反应Euler方程组，在LevelSet函数中引入时间变量用于描述运动楔面边界，开展了楔面角度扰动对斜爆轰影响过程的数值模拟，仿真结果表明：楔面角度增加时，诱导区变短，突跃过渡斜爆轰演变成平滑过渡斜爆轰，斜爆轰波角度增加并向上游移动；楔面角度减小时，诱导区变长，平滑过渡斜爆轰演变成突跃过渡斜爆轰，斜爆轰波角度减小并向下游移动；演变过程包含复杂的波系变化.

强间断多介质流的高精度伪弧长方法

王晨涛, 马天宝, 李坤

2022, 42(9): 900-908. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.205

摘要(139) HTML(55) PDF(22)

摘要:
考虑到双曲守恒律方程随着时间的发展，产生的解会包含强间断. 伪弧长算法可以削弱方程的奇异性，因此结合伪弧长算法和高精度权基本无振荡格式发展了高阶伪弧长算法，有效提高计算求解的精度和分辨率.由于在变形的网格中直接构造高精度格式较为复杂，因此通过坐标变换将控制方程映射至正交均匀的弧长空间，然后在弧长空间中完成计算. 结合Level Set技术和虚拟流体法界面处理，将算法拓展到多介质流的计算中，针对网格移动以后Level Set距离函数的插值，提出了三阶非守恒插值格式.计算结果表明，高精度伪弧长算法具有较高的收敛阶，可以有效降低间断处的数值震荡，提高间断分辨率.

近自由面水下爆炸气泡与破损结构耦合作用机理研究

张之凡, 谢宇杰, 王成, 邓万超, 廖全蜜

2022, 42(9): 909-917. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.103

摘要(202) HTML(62) PDF(36)

摘要:
近自由面水下爆炸气泡的动态特性非常复杂，研究其与破损结构的耦合作用机理对于发挥武器的二次攻击毁伤能力具有重要的意义. 基于耦合欧拉-拉格朗日方法，建立了近自由面水下爆炸模型，讨论了（不）完整直角结构近自由面水下爆炸过程中气泡的动态特性，揭示了近自由面水下爆炸气泡与破损结构耦合作用机理. 首先建立近自由面水下爆炸模型，将气泡形态、最大半径、周期等仿真结果与实验数据对比，验证数值模型及计算方法的有效性. 探究了完整和破损结构的存在对近自由面水下爆炸气泡动态特性的影响，发现结构与自由面的共同作用使得气泡出现射流偏折、水冢一侧凹陷和气泡破碎等现象. 结果显示破口尺寸参数γ在0.070~0.085区间内，气泡在结构一侧将形成倾斜射流，破口尺寸的增大对射流的头部宽度、头部速度和倾斜角度呈现明显的正向影响.

圆柱形炸药空爆在近场空间的超压估算公式

刘军, 王政, 熊俊, 殷建伟

2022, 42(9): 918-927. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.113

摘要(405) HTML(164) PDF(31)

摘要:
圆柱形炸药空爆后在近场空间会形成强度不均匀的超压场，在相同等效衰减距离、不同空间角度上的近场超压可相差数倍甚至一个量级以上. 为了准确、快速地评估圆柱空爆近场超压强度及分布差异给近场不同区域毁伤效应和防护效果带来的影响，在圆柱空爆近场实验数据匮乏的情况下使用经过实验效验的模拟数据来补足样本空间，通过数据拟合的方式给出了圆柱装药空爆在较小等效衰减距离下的超压估算公式. 首先，通过与球形装药下的经验公式和圆柱装药下的实验结果对比，分别验证了模拟结果在球形和圆柱装药情况下均具有一定置信度；之后，以二次多项式的形式拟合得到了圆柱空爆近场超压估算公式，并给出了6种不同长径比圆柱空爆在不同空间位置上超压的实验结果与估算公式结果的对比. 结果表明，估算公式可在较小误差范围内给出炸药空爆在近场空间任意位置上的超压，其经实验校验具有一定置信度的适用范围是圆柱长径比为1/4~4、等效衰减距离为0.2~2.0 m/kg^1/3.

基于改进SAE的提升机制动系统故障诊断

李娟莉, 闫方元, 苗栋, 刘怡梦

2022, 42(9): 928-934. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.210

摘要(137) HTML(50) PDF(27)

摘要:
为了减少传统故障诊断方法人工主观干预对诊断结果的影响，使用无监督学习方式提取提升机监测数据的故障特征，提出了一种基于稀疏自编码器的故障诊断方法. 首先分析了制动系统的故障机理，采集了提升机正常运行和故障模拟状态下的监测数据，生成了故障诊断数据集；然后建立了SAE故障诊断模型，并使用Dropout和Adam算法对其进行了优化；最后使用测试数据集对模型的性能进行了测试. 试验结果表明，提出的方法较好地避免了稀疏数据的训练误差，减少了过拟合现象，降低了稀疏数据局部最优点的影响，故障类型的平均分类精度达到94%，能有效地进行矿井提升机的故障诊断.

机枪遥控武器站锰铜基阻尼合金缓冲器非线性有限元分析及试验

朱锐, 毛保全, 赵俊严, 郭晋涛, 王之千, 陈春林

2022, 42(9): 935-946. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.216

摘要(163) HTML(54) PDF(21)

摘要:
机枪遥控武器站缓冲器存在能量吸收率低、二次冲击、刚度过大等现象，导致枪口振动加剧，影响射击精度. 针对上述问题，本文基于锰铜基阻尼合金开展新型缓冲器的设计研究. 对锰铜基阻尼合金广义分数阶Maxwell本构模型进行有限元实现，开展锰铜基阻尼合金悬臂梁振动特性实验验证子程序正确性. 采用遗传优化算法设计了8片对合组合和24片复合组合两种新型阻尼合金碟簧缓冲器，进行非线性瞬态有限元分析发现24片复合组合碟簧缓冲器效果较好，相对原矩形圆柱弹簧缓冲器的振动加速度有效值可降低66.42%. 最后通过缓冲器静压试验和落锤试验验证了仿真分析结果. 静压试验表明3 kN时24片复合碟簧静态能量吸收率可达37.1%，落锤试验表明其平均动态能量吸收率为63.64%，是原矩形圆柱弹簧缓冲器的1.51倍，最大位移为2.69 mm，相对原矩形圆柱弹簧缓冲器降低30%.

基于编码超表面的三维孔径编码成像研究

王婷, 尹翔宇, 马旭辉, 张润泽

2022, 42(9): 947-952. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.313

摘要(162) HTML(58) PDF(25)

摘要:
针对雷达系统在微波频段对静止目标成像分辨率低的问题，基于超材料和孔径编码成像体制设计了一套三维成像系统，同时提出了一种三维成像的优化算法. 系统将立体目标所在场景划分为4个成像平面上的成像网格，利用编码超表面在不同编码时辐射特性的不相关性构造测量矩阵，实现了在Ka波段对静止目标的高分辨成像. 仿真结果表明，此成像系统能够对2 m距离内的静止目标实现准确重构，方位向分辨率为20 cm，距离向分辨率为10 cm.

舰舰协同制导舰空导弹中末目标交班问题研究

赵永涛, 焦纲领, 王军生, 李亚飞

2022, 42(9): 953-960. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.212

摘要(170) HTML(94) PDF(39)

摘要:
针对舰舰协同制导舰空导弹超视距拦截目标时的中末目标交班问题，确定了中末制导目标成功交班需要满足的约束条件. 采用将弹目视线角矢量投影到相应旋转平面的方法，提出了一种适用于大预定指向角情况的导引头天线预定指向角解算模型. 应用方差分析方法，建立了导引头天线预定指向角的误差模型，并结合协同制导作战信息流程对误差源进行了分析. 应用概率论和排列组合方法，建立了单次目标和多次目标交班成功概率模型. 仿真结果验证了预定指向角解算误差模型和目标交班成功概率模型的正确性，以及在减小指向角误差和提高目标交班成功概率方面的有效性.

岸基多星多参数北斗GEO反射信号海面风速反演

王峰, 杨东凯, 李杰, 张波

2022, 42(9): 961-968. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.217

摘要(139) HTML(61) PDF(21)

摘要:
开展北斗GEO卫星B3I信号岸基近岸海域海面风速反演研究.在GNSS反射信号相干时间和归一化时延波形面积两个观测量的基础上，本文提出了主成分分析和线性无偏最小方差的多星多参数海面风速反演方法.为了验证北斗GEO卫星B3I信号反演海面风速以及所提方法的有效性，在山东东营青东五验潮站开展了外场试验.试验结果表明反射信号的相干时间能够提供比波形面积更好的反演性能；多星多参数的反演结果比单星单参数的更好；线性无偏最小方差能够提供精度为1.15 m/s的最佳反演结果.

面向多目标参数整定的协同深度强化学习方法

罗森林, 魏继勋, 刘晓双, 潘丽敏

2022, 42(9): 969-975. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.218

摘要(165) HTML(67) PDF(30)

摘要:
多目标控制参数联合优化整定是自动化系统保持高效、稳定运行的关键问题，强化学习常用于建立自动化调参智能体，代替人工完成参数整定. 针对现有方法使用固定权重将多个优化目标线性组合为单目标，训练具有固定调参知识的单智能体模型，导致实际目标关系受环境影响与先验不符时，智能体无法感知并做出适应性决策调整，限制参数整定效果的问题，提出一种面向多目标参数整定的协同深度强化学习方法. 该方法利用离线仿真学习目标整定知识建立多个Double-DQN智能体，在线建立整定效果反馈，感知目标实际关系并调整智能体协同策略，实现有效的多目标参数整定. 列车自动驾驶参数整定实验结果表明，方法对停车误差、舒适度两个目标整定效果良好，能自适应不同车轨性能且可持续优化，实用价值大.

基于光源估计的多摄系统白平衡一致性转换方法

黄浩, 廖宁放, 赵长明, 李玉梅

2022, 42(9): 976-982. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.291

摘要(143) HTML(76) PDF(27)

摘要:
针对多摄成像系统中多个相机模组因硬件差异引起的白平衡不一致问题，提出基于光源估计的白平衡一致性转换方法，使用决策点转换方法、查找表方法、分类决策点转换方法将原始相机的白平衡决策点转换给参考相机，并使用色度比例差异、白点色差和全色块色差三个指标，在多种光源下对算法进行评价. 结果表明提出的查找表和分类决策点转换方法可有效提升多摄相机模组的白平衡一致性，满足移动设备影像系统使用需求，并可指导多摄成像系统的模组硬件设计和选型.

基于自动检测与动态补偿的DC-DC转换器抗单粒子加固设计方法

郭仲杰, 刘楠, 卢沪, 刘申, 曹喜涛

2022, 42(9): 983-990. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.051

摘要(126) HTML(46) PDF(20)

摘要:
以Boost型转换器为例进行了DC-DC转换器对单粒子瞬态的敏感性分析，研究了单粒子瞬态对环路响应的影响. 基于对环路敏感节点的分析，采用电路与系统级的片上自动检测方法及时获取单粒子能量，进而转化为动态补偿的参数，实现了对不同单粒子能量下的瞬态特性改善. 基于商用0.18 μm BCD工艺，完成了一款高可靠Boost型转换器电路设计、版图设计与物理验证. 实验结果显示，输入电压为2.9~4.5 V，输出电压为5.9~7.9 V，负载能力为55 mA，系统在单粒子瞬态效应的作用下，输出电压的最大波动不超过1 mV，抑制能力达到86.07%以上，能够抵抗LET=100 MeV·cm²/mg的单粒子轰击.

留言板

投稿系统

作者相关

写作规范

友情链接

2022年第42卷第9期

过刊浏览