摘要：本文以实现民用飞机净零碳排放为目标,寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估,结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统的质量对比,本研究认为“氢能源+涡轮机”将是未来新能源民用飞机最具可行性的能源动力组合。建立了适用于氢能飞机的总体设计流程,针对窄体干线氢能客机开展总体设计,采用阻力分解方法估算气动效率,多种分类质量计算方法估算空重,经过设计迭代形成可行的氢能飞机总体参数和初步概念方案。分析结果表明,对于窄体干线级别民机,采用“氢能源+涡轮机”的动力架构使该级别飞机起飞质量比传统燃油飞机增加不到10%。考虑到未来10~20年氢能动力系统和机载氢燃料存储技术可预见的突破,氢能飞机是实现航空运输净零碳排放的非常具有潜力的解决方案。

摘要：以可充电三元体系动力电池为研究对象,对电池单体的散热性能进行数值模拟研究。通过研究传统的电池冷板冷却方式,设计提出电池单体间两种流道设计方案,通过对比A型和B型两种流道机构冷板,分析选定B型流道结构,并对冷板流道入口位置、冷却液流速和流道宽度进行了研究,发现50%乙二醇在入口流量为4g/s时从正极测流入电池温度更加均匀,散热效果好且能耗低,并发现在流道宽度对冷板散热效果影响甚微,综合考虑电池冷却系统质量和体积最终选择流道宽度为5mm。最后对冷板流道进行了优化,压降降低11.4%。仿真结果将为基于小通道冷板的电池热管理系统的设计提供参考。

摘要：大洋钻探船较浮式平台船体幅值响应更剧烈,钻柱与月池干涉风险高,为此,设计了一种月池扶正器。针对钻柱运动特点和载荷分布,设计了月池扶正器整体结构,还原海上洋流载荷激励,分析了月池扶正器在钻井、下套管及钻井船漂移3种不同工况下的极限承载能力,根据极限状态下的破坏模式分析各工况的载荷分布和风险点,并提出结构改进方案。研究表明:月池扶正器易发生失效破坏的位置在销轴处;月池扶正器在钻井船漂移工况下较为危险;通过调整基座销轴位置,并增加一组抱瓦油缸,可以降低整体结构和销轴的载荷分布。该研究成果为后续月池扶正器结构优化设计提供了理论支撑。

摘要：为研究连栋温室柱脚节点尺寸对节点承载力的影响,依托珠海某Venlo型温室项目,基于《混凝土结构设计规范》《化工设备基础设计规定》以及《混凝土结构构造手册》对中柱基础短柱和边柱柱脚节点的构造进行设计,通过数值模拟和节点试验研究了中柱基础短柱柱脚节点的抗弯性能、边柱柱脚节点的抗剪性能以及破坏机理。结果表明:2种节点的屈服荷载和极限荷载随着节点构造尺寸的减小而降低,其破坏过程可划分为3个阶段:弹性阶段、屈服阶段、极限承载力阶段。中柱基础短柱柱脚节点破坏模式为受拉侧混凝土锥形破坏,边柱柱脚节点的破坏模式为混凝土楔形体破坏,研究结果可为连栋温室柱底地脚螺栓节点设计提供参考。

摘要：针对工程优化设计中隐式函数和高计算量困难,提出了支持向量机与改进交叉熵算法的组合优化算法。采用在设计变量空间内分布更为均匀的拉丁重心Voronoi结构抽样方法(Latinized centroidal Voronoi tessellation,LCVT)获得试验点,进而利用支持向量机得到高精度的代理模型。同时采用改进交叉熵方法,引入"全局精英样本"与"局部精英样本"概念,构建新的参数更新策略,以充分提取迭代过程中的隐含的有用信息。同时增加变异操作避免陷入局部最优。通过2个数值算例验证改进交叉熵支持向量机方法优于传统交叉熵支持向量机方法,利用1个工程算例验证改进交叉熵支持向量机方法在工程领域的可行性。

摘要：针对传统混合区域振幅自由度(MRAF)算法衍射效率低、非信号区域有散斑等问题,提出一种改进的MRAF算法。该算法引入球面相位作为初始相位,使用动态振幅限制,利用基于全域振幅限制的迭代方案确定最佳Z值,并使用爬山邻域算法对得到的相位进行分段式迭代优化,从而改善了非信号区域由于完全无振幅限制有散斑的问题。具体地,在全区域振幅限制阶段所提算法确保了目标光斑的匹配性并可以抑制散斑效应,而在混合区域振幅限制阶段则减小了误差。通过在三角形上进行数值仿真,对最终获得的结果进行光学实验仿真,结果表明,改进后的MRAF算法有97.77%高的衍射效率和0.09%低的均方根误差,并且峰值背景比(PBR)由0.0079提高至2.0357,相比基础的MRAF算法,对目标区域外围的散斑抑制效果更好,具有更高的应用价值。

摘要：以某拱桥为例,通过数值模拟研究了串列双矩形拱肋的气动干扰效应,及其对两截面气动力系数的影响。在对计算模型进行验证的基础上,进一步研究了截面宽高比、间距比和来流风攻角对拱肋周围流场的影响,并结合压力云图和湍动能云图解释了气动力系数的变化规律,讨论了不同宽高比截面的漩涡脱落频率与结构自振频率之间的关系,分析了两拱肋升力时程的差异对整体扭矩可能产生的增大效应。结果表明:串列拱肋间的气动干扰效应显著。受上游截面尾流的影响,下游截面的阻力系数明显减小,其值与漩涡的形态、能量大小、移动轨迹等因素密切相关。上、下游截面的升力时程在幅值和相位上存在明显差异,导致拱肋整体的力矩增大,其效应随宽高比或间距比的增大而明显加强,随风攻角的增大而有所降低。漩涡脱落频率随宽高比的增大呈先增大后减小的趋势,而受间距比、风攻角的影响有限。对漩涡脱落频率与宽高比的变化进行多项式拟合,结合结构的模态频率可为拱肋的气动外形设计提供参考。

摘要：增材制造技术在航空航天应用方面具有单件小批量的复杂结构快速制造优势,未来将向着设计、材料和成形一体化方向发展。分析了增材制造在航空航天领域应用发展的3个层面,以航空发动机涡轮叶片增材制造、高性能聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料、连续纤维增强树脂复合材料及太空3D打印为主题,介绍了增材制造技术国内外以及西安交通大学的研究状况。涡轮叶片应用增材制造工艺可以有效提高效率降低成本,未来向高性能的高温合金和陶瓷基复合材料增材制造技术发展。高性能轻质聚合物PEEK及其复合材料增材制造在高力学性能结构件、吸波功能件的成形中得到应用,将改变现有的设计与材料,推动结构与功能一体化发展。连续纤维复合材料增材制造将带动无模具纤维复合材料成形的新发展,在太空3D打印将改变未来航空航天制造模式。增材制造技术将给航空航天制造技术带来变革性发展。

摘要：针对水产品四环素残留的便捷化精准检测难题,该研究研制了一种四环素含量检测的便携式直读光电化学装置,并探究了装置用于鱼肉四环素残留检测的可行性。装置分别以LED和STC89C52单片机为激发光源和控制核心,利用设计的光源暗室避免外源光照对检测结果的影响。测试结果表明,LED激发光源的输出信号稳定,装置对于光电流信号的采集具有较好的准确性。进一步基于丝网印刷电极构建光电化学适配体传感器,采用所研制装置对信号进行采集与处理,最终以OLED显示器直接读取抗生素浓度信息。该方法对于四环素检测的线性范围为1×10-11~1×10-8mol/L,检测限为3×10-12mol/L,具有较好的选择性,且对于鱼肉四环素残留检测的回收率为92%~94%,为水产品四环素的精准现场分析提供了新的方法与途径。

摘要：为了提高隧道进出口路段的行车安全水平,以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据,对隧道进出口路段失效概率进行了定义。以车辆轨迹偏移量和驾驶人视距作为约束条件,建立隧道进出口路段的功能函数并推导可靠性模型,提出了隧道进出口路段可靠性计算模型的求解方法,并对隧道进出口段的停车视距模型进行修正。以贵州某隧道为例,计算了隧道进出口处的行车失效概率,并对各影响因素的敏感性进行分析。结果表明:可靠性指标可以定量反映隧道进出口处的线形一致性和视距安全性,保证线形指标不仅满足规范设计,而且能明确反映道路交通安全水平;敏感性分析反映了各因素对行车安全性的影响程度,其中运行速度和曲线半径对隧道进出口段的失效概率影响最大,为隧道前期路线设计和后期运营限速提供参考。