摘要：目的:核主泵轴向力过大容易造成水润滑轴承磨损,因此在保证扬程和效率性能的同时需要降低核主泵轴向力。本文旨在建立目标性能与叶轮几何形状的函数关系,探究基于伴随求解的扭曲叶轮的变形方案,在保证扬程不变的条件下同步优化叶轮的轴向力和效率,并找到影响该综合性能的叶轮关键区域。创新点:1.提出一种同步改进多个目标性能的叶轮形状优化方法;2.将伴随求解和径向基函数网格变形相结合以实现核主泵叶轮三维曲面优化。方法:1.通过理论分析,建立基于径向基函数网格变形的伴随优化方法,并在开源平台编写迭代程序;2.通过公式推导,构建扬程、效率和轴向力对应的目标函数(公式(19)^(21)),并运用正交实验确定各个目标函数的参数因子;3.通过迭代计算,在保证扬程不变的条件下实现轴向力和效率的同步优化,确定影响该综合性能的关键区域(图8),并获得叶轮的改进设计方案;4.通过流场分析,对比改进前后流场内部的压力和流速分布情况(图9和10),并验证改进方案的可行性和有效性。结论:1.与传统的随机算法相比,该优化方法直接沿梯度方向进行迭代优化,可以避免使用大量样本数据来寻找优化路径;2.该优化方法将伴随求解和径向基函数网格变形相结合,实现了流场计算和结构变形的自动化,可以保证流场网格光滑高效地更迭;3.叶轮靠近出口边的下半部分是同步优化核主泵轴向力和效率的关键区域。

摘要：作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效的混合实验设计方法提出了迫切的需求。针对这些需求,对作战仿真混合实验方案设计技术展开了研究。对实验设计方法做了简单的分类和综述,给出了3种混合实验方案设计方法的流程及其优缺点分析;介绍了一个面向作战仿真的实验设计系统,包括软件架构设计、功能组成及实验设计流程;以一个作战想定为例,演示和分析了3种混合实验方案设计方法的具体应用。上述方法和工具将有效指导复杂作战仿真中具有离散和混合类型因子的实验设计问题,并在多个仿真项目得到了应用和验证。

摘要：为应对弧齿锥齿轮二阶接触分析方法的不足与其高阶接触理论实现的复杂问题,基于ease-off拓扑曲面方程与弧齿锥齿轮齿面方程的结合以及传动误差与接触迹线和ease-off之间的解析关系,提出以传动比高阶导数和接触迹线短程曲率为高阶接触参数的离散齿面的高阶接触分析方法,并建立基于有限差分的简便计算方法。结果表明,高阶齿面的传动比高阶导数波动值分别为0.0031、0.0019与0.001,数值反映齿面形貌的全局特性;接触线短程曲率波动值分别为0.0000769、0.000586和0.000127,说明沿接触迹线的齿面接触过程的复杂性。结果不仅验证了离散齿面高阶接触分析方法的正确性与有效性,而且说明该方法降低了高阶接触参数的计算难度,为齿面全局设计提供了可能。

摘要：主要研究离散时间切换系统在容许路径依赖混合驻留时间(AED-IDT)切换下异步l_(2)-l_(∞)滤波器的设计问题.不同于以往的研究结果,提出一种异步转移依赖凸Lyapunov函数,得到了低保守性稳定性判据.所设计Lyapunov函数的创新之处在于其构建不再依赖系统模态,而是依赖当前激活的滤波器模态和刚刚运行结束的滤波器模态.鉴于所设计Lyapunov函数具有凸性质,这为所提出方法提升自由度和灵活性创造了空间.采用转移依赖凸Lyapunov函数和AED-IDT切换策略,能够得到保证滤波误差系统全局一致指数稳定,且具有l_(2)-l_(∞)性能的充分条件.在此基础上,提出异步l_(2)-l_(∞)滤波器的设计方法.最后,通过一个数值实例和一个切换RLC应用电路来验证所得结果的有效性,并经过仿真实验验证了所提出设计方法能够保证更紧的驻留时间界和较小的滤波误差结果.

摘要：以文旅融合为研究背景,以农业文化元素在河南省信阳市新县农业观光园景观设计中的应用为例,对农业观光园景观设计中农业文化元素的融入进行分析,从而在这种模式引导下,打造出更具深度和特色的农业观光景观。提出农业观光园景观设计应当坚持因地制宜的发展原则,从而将其农业结构、基础设施、休闲娱乐和文化教育等方面进行多元融合和立体交叉,推动文化产业与旅游业协调发展,开创农业园区规划和发展的新局面。

摘要：针对执行机构受限条件下高超声速飞行器的控制问题,提出一种鲁棒反演控制设计方法.设计一种新的辅助系统对跟踪误差和控制律进行补偿,保证执行器受限时跟踪误差的有界性.为了避免传统反演方法中虚拟导数计算量膨胀问题,引入滑模微分器对虚拟导数进行求解.为了增强系统的鲁棒性,基于改进反正切跟踪微分器(MATD)设计一种新型干扰观测器,对系统的不确定项进行估计和补偿.最后,通过实例仿真验证了所提出控制器的有效性.

摘要：目前,核能装备等安全关键系统中软件的作用越来越重要,对系统的安全稳定运行具有至关重要的影响。安全关键软件规模的增长和复杂度的增加给设计和开发高可信的软件带来了新的挑战,亟需新的软件开发和验证方法与模式。针对此需求,本文围绕核能装备安全控制代码自动生成软件研究面临的三大关键科学问题,分别开展一个基础理论、七大关键技术及一套原型系统的研究。通过核能安全控制代码自动生成软件总体设计集成与评估、核能安全控制与交互系统软件建模技术、核能安全控制系统模型分析与验证技术、核能安全控制系统可信软件代码自动生成技术等方面的研究,突破核能装备安全控制代码自动生成软件在建模、代码生成和测试验证面临的系统性技术瓶颈,建立起新的安全关键软件开发和验证方法与模式。通过可信安全控制代码自动生成软件工程化应用与认证技术研究,构建一个核能装备安全控制代码自动生成的原型系统,并在核能、汽车等领域对研究成果进行验证。通过上述研究实现以下5个方面创新:一是形式化方法与模型驱动开发融合理论,用确定的数学理论保证模型的高可信;二是状态机扩展同步数据流语言形式化定义方法,建立适用于核能、航空、汽车等场景的软件建模方法;三是基于交互式定理证明的可信代码生成器构造方法,形成经过形式化验证的可信代码生成器;四是数据驱动的测试用例智能生成方法,实现测试验证的自动化;五是一套面向核能装备控制软件的一体化研发平台,构建完整的开发和验证工具链。本文旨在以形式化和模型驱动方法为基础,对安全关键软件的建模、模型验证、代码生成、测试验证等方面进行系统性研究,以形成高可信的安全关键软件开发和验证新方法。研究成果对核能等领域安全关键软件开发相关工业软件的科学研究、技术研发、产业发展等具有十分重要的理论意义和实际应用价值。

摘要：冷却系统匹配性直接影响到系统的散热效率,进而影响发动机的工作效率和经济性。根据工程车辆发动机冷却系统的结构特点,对冷却风量、散热量、水泵参数及系统匹配进行分析;基于分析情况,对某车型发动机的散热器和风扇参数进行设计,对匹配工作点参数进行分析;应用发动机冷却系统测试平台,对匹配设计参数进行测试,获取额定运行工况下,发动机散热器各进出水口的温度变化情况,以此验证匹配设计的准确性。结果可知:系统阻力随冷却空气流量增加而增大,与风扇特性曲线的交点,即为系统的平衡点,位于风扇曲线的稳定区和高效区。交点对应的空气流量为设计参考值;参数分析得到,车辆设计中标出点的空气流量约为14.1kg/s,静压约为850Pa,效率为36%;冷却系统经过840s,散热器各进出水口达到稳定状态,中冷散热器进出口温度为68.5℃、58.9℃;高温散热器进出口温度为85.5℃、74.9℃,满足发动机的散热需求。结果表明匹配分析的准确性,为此类设计提供参考。

摘要：我国电力基础设施已经发展成为具有高度信息化、自动化、智能化特征的信息物理融合系统.信息-物理交互在显著提升电力供给效率和性能的同时,也引入了新型网络安全威胁,通过发生于信息域并明确作用于物理域的跨域攻击,可造成电力基础设施系统性瘫痪,继而引发大面积停电事故,而当前孤立的信息侧或物理侧防御体系难以有效应对跨域攻击威胁.本文介绍了电力系统面临的信息物理跨域攻击威胁现状,分析了传统防御方法面对跨域攻击时存在的不足,提出了一种信息物理协同的跨域攻击防御架构,在针对跨域攻击传播的不同阶段,从感知、辨识、阻断三个角度设计了防御方法,通过算例验证了所提信息物理协同防御架构能够有效保障电力系统安全稳定运行.

摘要：工业化固氮合成氨主要采用Haber-Bosch法.然而,该工艺条件苛刻,需要氮气与氢气在高温高压和使用催化剂的条件下反应,耗费大量能源,同时产生温室气体.与Haber-Bosch法不同,光催化固氮不需要使用氢气,而是利用清洁的太阳能和水直接提供固氮反应所需的还原电子和质子,反应耗能低且绿色无污染,是一种理想的固氮方法.然而,目前光催化固氮合成氨受限于光催化剂载流子分离效率低、氮气吸附和活化难,总体固氮效率仍然很低.大量研究证明,构建梯型异质结是一种改善光催化活性的有效手段,这是因为梯型异质结体系不仅有效分离光生载流子,而且保留了光生空穴和电子的强氧化还原能力.另外,表面缺陷不仅可以充当吸附位点,有效调控表面N2分子的吸附特性,还可以起到活化N2分子的作用.本文设计了富含空位的In_(2)O_(3)/ZnIn_(2)S_(4)梯型异质结,系统考察了复合体系中组分配比对晶型结构、微结构和光学吸收等的影响,并通过XPS谱研究了In_(2)O_(3)和ZnIn_(2)S_(4)之间存在强的相互作用,这为光生载流子的高效分离奠定了基础.同时,结合XPS、Raman和EPR测试揭示了材料中表面空位的成功构筑.在此基础上,深入研究了In_(2)O_(3)/ZnIn_(2)S_(4)梯型异质结在室温常压下光催化固氮合成氨的活性.研究结果表明,所有的梯型异质结均展现出明显的光催化固氮活性,其中50 wt%In_(2)O_(3)/ZnIn_(2)S_(4)梯型体系具有最高的光催化固氮活性,自然光照射2 h产生的氨气浓度达到18.1±0.77 mg·L-1,分别是In_(2)O_(3)和ZnIn_(2)S_(4)的21.0和2.72倍.并且该复合体系具有较高的光催化稳定性,在连续循环使用6次时,产生氨气浓度仍然可达到16.3±0.86 mg·L^(-1).荧光光谱测试、光电化学测试和表面光电压测试证明了电荷的有效分离和转移.综上,构建In_(2)O_(3)/ZnIn_(2)S_(4)梯型体系后,所制备的In_(2)O_(3)/ZnIn_(2)S_(4)活性得到增强,这主要归因于空位对氮气的吸附和活化作用以及梯型异质结中载流子的高效分离机制.另外,研究表明·CO_(2)-物种是光催化固氮合成氨的主要活性物种.