摘要：近年来,高效的小分子受体材料(small-molecule acceptors, SMAs)的设计和性能研究方面所取得的进步,使得有机太阳能电池(organic solar cells, OSCs)领域取得了快速发展,有望替代传统硅基太阳能电池在一些细分领域得到应用.在众多的OSC小分子受体材料中,具有A-DA’D-A (D和A分别指电子给体和受体单元)型结构的不对称稠环小分子受体材料因其优异的光伏性能备受人们关注,其具有更大的偶极矩和更强的分子间相互作用,有利于分子堆积及增强电子迁移率,这类材料的光电转换效率最高已经突破19%.本综述聚焦于不对称稠环小分子的分子结构(包括端基、中心核以及侧链)的设计及晶体结构方面,总结了基于Y系列的不对称稠环型小分子受体的研究进展.通过分子结构-材料性能-光伏性能之间的构效关系总结,为开发高性能的不对称稠环小分子受体材料提供一种分子设计策略.

摘要：为了提高新型高效紧凑式换热器设计的功能性,并使其满足热力学性能需求,对绕管的结构参数及桥接布管方式进行设计。采用一种新型的变径变线桥接方式,在体积有限的情况下实现密集的管束布置形式;对该新型换热器设计进行全尺寸流域建模及CFD数值模拟;并将三维建模结果与一维程序计算结果对比,进行可靠性验证。计算结果表明:三维计算的各项热力学性能结果与一维计算仅有较小偏差,总传热系数相对误差仅为3.74%,总传热量相对误差仅为1.04%,验证了该三维计算模型具有较好的准确性;结合温度云图证明了换热区域基本集中在绕管段,为简化复杂换热器的计算提供了思路;该新型高效紧凑式换热器设计实现了管侧双股流可独立运行且同层间不存在无效换热区,整体换热平顺进行,壳侧流阻较小,换热能力保持较好;在工况范围内整机换热体积功率达到4.67 MW。

摘要：针对载人月球探测序列飞行任务仿真需求,提出采用一套模型和一个仿真平台实现多个序列飞行任务的组合仿真设计。根据基于地月空间站的无人绕月飞行、地月空间站部署、载人环月飞行和载人登月飞行4类序列任务特点,抽象出通用动力学、自由返回地月转移规划、一般地月转移规划、GNC、测控通信等通用化仿真模型,设计了dSIM仿真平台,采用分布式仿真中间件、标准化模型规范和可视化模型组合等技术,将仿真模型通过平台组合形成具备4种任务仿真功能的仿真系统。采用建立的仿真系统对载人月球探测序列飞行任务进行了仿真,仿真结果表明组合化设计思想能够适应序列飞行任务仿真。

摘要：自由返回轨道设计是载人月球探测任务轨道方案设计不可忽视的环节之一。现有的自由返回轨道设计求解过程相对繁琐,初值依赖性较强,难以直接进行高精度设计,无法适应大规模快速搜索需求,从而限制了窗口设计、可达域分析等问题的求解效率。针对这些问题,首先,建立了以近月点伪参数为自变量的非线性方程组模型。其次,提出了一种基于初值动态适应的Newton-Raphson算法用于方程组的快速求解。再次,定义了初值优劣性指标和算法优劣性指标用于评判初值的品质以及算法的能力。与序列二次规划算法的仿真结果对比表明,所提方法计算速度得到大幅提升,同时高精度计算的仿真结果显示大规模搜索能力也有显著增强。

摘要：为揭示固体推进剂在长期贮存过程中的老化机理,解剖了自然贮存19年贴壁浇注的端羟基聚丁二烯橡胶推进剂装药发动机,沿着药柱径向不同位置进行了取样,并采用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪、红外吸收光谱、交联密度等多种手段对这些样品进行了测试分析。研究发现:贴壁浇注发动机药柱不同位置推进剂的老化程度不尽相同,越靠近非金属壳体位置,推进剂的老化程度越严重。进一步深入分析表明:除了丁羟胶中双键的氧化断链和端羟基的缩合等影响推进剂老化,铝粉氧化产生的铝离子会催化丁羟胶双键与氯气或水发生加成反应生成C=Cl双键和仲醇,而铝离子迁移和分布的不均匀会引起药柱老化的不均匀性。研究结果对推进剂配方设计和防老化措施的研究具有重要意义。

摘要：针对面向环月旋转空间站的绕月双曲交会导引过程,提出一种多阶段导引控制方法。关于近程导引的设计,采用连续推力条件下相平面开关控制的方法进行制导。关于远程导引的设计,提出基于偏差演化线性近似法的脉冲修正控制方法,达到了远距离粗制导的目的。对可能存在的异面偏差扰动,采用一种阻尼振动形式的控制加速度进行异面偏差修正。仿真结果表明,该方法能够精准高效地解决面向旋转空间站的绕月双曲交会导引控制问题。研究结论可为降低载人月球探测任务运输成本提供参考。

摘要：为提高加筋壁板结构轻质优化效率,提出一种基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计方法。建立了该结构的参数化模型,分析了加筋壁板蒙皮与桁条腹板的网格规模对结构承载能力及失稳模式的影响规律,并依据桁条腹板高厚比进行了网格划分,进而平衡后屈曲分析精度与效率;然后,提出了基于探索策略和开发策略的序列近似优化方法,其中Voronoi加点侧重全空间探索,近似最优解侧重局部开发,通过动态加点迭代至收敛,实现综合探索和开发性能的并行采样,提高了算法的收敛精度和计算效率;最后,应用该算法进行加筋壁板轻量化设计,并与传统序列近似优化方法进行对比。结果表明,本文方法利用更少的初始样本点,通过更少的迭代次数达到更高的优化精度,并获得了相对初始设计减重32.6%的优化结构。

摘要：针对双脉冲固体火箭发动机隔离装置软制隔层,提出一种新型削弱槽结构,设计了模拟发动机软制隔层变形胀大实验装置。通过数值模拟研究了模拟发动机的充气过程以及隔层的变形胀大过程,利用单轴拉伸实验数据,结合最小二乘法,获得了EPDM隔层二阶Mooney-Rivlin本构模型参数,分析了实验装置充气过程中的内流场特性和隔层变形胀大特性,并与实验结果进行了对比。研究结果表明,充气过程中实验空腔内会形成多个涡流,隔层表面中心处的压力高于外围区域;随着时间推移,中心处涡流区域逐渐增长,而靠近充气入口处的涡流则逐渐消失,隔层表面的压力差也逐渐减小;随着压力载荷的持续增加,隔层逐渐由类半椭球形状变为一个类半圆球形状,仿真结果与实验结果吻合较好,验证了计算方法的可行性和准确性;隔层沿着预制削弱槽破裂,打开后的隔层无任何碎片,表明提出的隔层削弱槽结构满足设计要求,研究结果可为脉冲发动机隔层设计提供技术支撑。

摘要：针对地面遥操作空间航天器进行交会的情况,研究了变时延条件下遥操作交会逼近段的轨道控制问题.利用根轨迹法分析了时延对遥操作交会控制的影响;通过设计时延缓冲器,将变时延系统转化成了定常时延系统;基于相对轨道动力学方程建立了被控对象的预测模型,利用Smith预测原理设计了定常时延下的多变量Smith预测器,使得控制器与执行器的输入不受时延的影响;同时采用模糊控制方法,以消除模型不确定性等因素的影响;最后,利用半实物仿真系统开展仿真试验,对本文所述方法进行了验证.仿真结果表明,通过采用带时延缓冲器的Smith模糊控制的方法,能有效降低地面遥操作交会过程中变时延以及模型不确定性的影响,提高交会成功率和精度.

摘要：轨道设计是载人月球探测工程中的一个重要问题,直接影响工程实施的效果、甚至成败。本文概述了载人月球探测工程中涉及的飞行轨道,指出了轨道设计所面临的三方面挑战,即飞行轨道方案、轨道设计效率、任务全局最优化的挑战;简要介绍了国内外载人月球探测轨道设计的研究进展;提出了当前载人月球探测轨道设计需要重点突破的几个关键技术问题,包括一体化轨道设计与优化、应急任务轨道设计、地月空间任务高鲁棒性轨道设计、月球轨道空间站的轨道设计和地月空间轨道通用设计软件等问题。