摘要：优化设计高通量铅铋反应堆对于缓解快中子研究堆辐照资源稀缺难题、支撑先进核能系统的发展具有重要意义。本文以提升堆芯中子通量水平为目标,针对高通量铅铋反应堆复杂的多维非线性约束优化问题,依托反应堆蒙特卡罗程序RMC和子通道程序Subchanflow,构建了基于BP神经网络(Back Propagation Neural Network)算法的预测模型,并结合Sobol指数法开展堆芯设计参数的敏感性分析,提出了基于BP神经网络动态代理模型(Dynamic Surrogate Model,DSM)更新迭代的设计优化方法,开发了高通量铅铋反应堆设计优化平台。以多功能超高通量堆为例开展堆芯栅径比、燃料芯块直径、活性区高度、径向反射层厚度的多堆芯参数协同优化验证,结果表明:该优化方法对堆芯中子通量密度与有效增殖因数keff的预测精度误差在0.1%之内,在4组堆芯设计变量单独作用和共同作用下对于最大中子通量的影响程度都按照反射层厚度<栅径比<活性区高度<燃料芯块直径的递增顺序排列,优化后的中子通量密度相比原始设计方案提高了15.41%,表明开发的高通量铅铋反应堆设计优化平台有效可靠。

摘要：纤维金属层合板因其复合材料的各向异性和层合结构特征而具有较好的可设计性,开展金属纤维层合板的优化设计研究对其力学性能的增强和轻量化具有重要意义。为提高纤维金属层合板的抗弹性能,基于响应面分析法对纤维金属层合板的铺层方向和铺层厚度进行了优化设计。采用Box-Behnken方法进行方案设计,以纤维金属层合板各铺层相对厚度比为设计变量,以结构的比吸能为设计目标,根据设计的方案进行参数化建模获取样本点,在对设计样本进行方差分析和参数估计的基础上,建立了结构比吸能的响应面模型并验证了其精确度。采用遗传算法对响应面方程进行寻优分析,通过显式动力学计算程序ABAQUS/Explicit验证优化效果。最终,在最优的铺层方案下,层合板的质量减小了11.70%,能量吸收增加了19.40%,抗弹性能显著提升。

摘要：自润滑关节轴承具有结构简单紧凑、免维护、无需添加润滑剂等诸多优点,现已成为航空航天装备和工业设备中广泛应用的一种重要基础运动部件。目前,包括美、法、德、英等在内的多个航空航天工业发达国家很早就对自润滑关节轴承进行了全面的研究工作,并形成了完整的关节轴承标准体系。而国内对自润滑关节轴承的研究起步晚,自润滑关节轴承在高精尖工业领域中的应用研究技术趋近于空白,尤其是在关节轴承的服役寿命预测和失效机理探究等基础性研究上十分薄弱。近年来,随着高精尖领域对自润滑关节轴承服役性能及寿命的要求不断提高,自润滑关节轴承寿命演变规律及其损伤失效机理的研究受到高度重视。研究人员发现自润滑衬垫/涂层的磨损失效是引起自润滑关节轴承失效的最主要原因,在服役过程中经常面临着重载、高频、高低温循环、强氧化、强辐射等异常恶劣的工况,其损伤失效机理是否发生了改变以及如何改进轴承寿命预测模型以提高寿命预测的精度成了当今的研究热点。目前,相关研究人员分别以摆动频率和载荷为加速应力设计了加速寿命试验,提升了自润滑关节轴承寿命试验效率,并且以Weibull分布中的参数变化作为判定关节轴承失效机理变化的依据,极大地加强了关节轴承寿命预测模型的准确性。同时,国内外学者针对衬垫型和部分涂层型自润滑关节轴承的失效机理展开了研究,揭示了衬垫型自润滑关节轴承摩擦副表面在不同工况下的成膜机理和磨损失效机理,并且发现利用超声波、化学溶液等表面改性方法能够在一定程度上改进衬垫的摩擦学性能,提高其服役寿命。本文首先总结了自润滑关节轴承寿命试验的研究现状,主要对关节轴承寿命试验的设备、标准和方法展开论述。然后,重点分析了自润滑关节轴承损伤失效机理,其中对自润滑关节轴承的失效形式及失效判定准则进行了简要介绍,着重分析比较了自润滑材料性能、摩擦表面加工质量、服役工况等影响自润滑关节轴承损伤失效的主要因素。最后,对自润滑关节轴承寿命试验及失效机理的重点研究方向进行了展望。

摘要：基于某工厂员工的电动汽车使用数据,分析了员工上下班出行行为及电动汽车电量分布情况,使用蒙特卡洛模拟方法仿真了100辆电动汽车的出行及充电行为.设计搭建了光伏电动汽车充电站仿真平台用于对电站进行评估分析.基于仿真数据,使用粒子群算法对工作场所建设电站进行了系统方案设计和可行性研究.结果表明,模拟数据能很好地描述员工出行和充电行为,设计的光伏充电站系统能够基本满足员工充电需求,从而促进工厂的可持续化发展并节约成本.

摘要：为获得不同形式顺流T型、冲击T型跨尺度通道对两相流流型的不同调控作用,设计跨尺度-并行多T型管-单晶硅方形通道,增大分液量的同时获得更接近实际应用的多分支口最长气弹伸缩长度;利用高速压力监测系统及高速摄像监测系统分别监测T型分支通道的压力及两相流界面运动,获得不同形式微通道相分离弹状流的压力波动及分液规律,建立微通道内气液界面运动与宏观调控参数两相流流速、压差之间的相关性,同时证明冲击型跨尺度微通道具有更高分液能力。

摘要：离心血泵的优化对于体外膜肺氧合的临床应用具有重要意义。本研究参考座头鲸在深海中作原地转身运动时其鳍状肢的流线形,重新设计血泵的叶片。采用计算流体动力学对血泵性能进行预测和评估;通过水力试验来验证数值计算的准确性;溶血预测模型采用渐进一致数值近似方法。仿真结果表明,叶片尾缘形状对出口隔舌处的流场分布和该区域的壁面剪应力分布均有显著影响;当叶片尾缘达到一定扭转角度时,叶片结构能较好地适应泵内的流场环境,但当扭转角度不足时,流场扰动反而会增大。与原模型相比,扭转角为20°的模型在转速为2500 rpm、流量为5 L/min的工况下,扬程试验结果增加11.6%,水力效率提升3.1%,溶血指数下降40.1%。总的来说,具有一定扭转角度的仿生叶片尾缘结构可以提高半开放式离心血泵的性能。

摘要：针对高超声速飞行器在模型不确定、外部干扰和执行机构故障影响下的姿态控制问题,提出了一种考虑预设性能的非奇异快速终端滑模容错控制方法。首先,基于姿态运动模型和执行机构故障模型建立了面向容错控制的模型,并利用预设性能函数对姿态跟踪误差系统的瞬态和稳态性能进行定量化设计;其次,设计了新型滑模干扰观测器对由模型不确定、外部干扰和执行机构故障组成的复合干扰进行精确估计;然后,以复合干扰的估计值作为补偿设计了非奇异快速终端滑模容错控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性;最后,仿真结果验证了该方法具有较好的容错性能。

摘要：针对带终端攻击角约束的三维拦截制导问题,提出了一种基于级联扩张状态观测器的自适应有限时间预设性能制导律。首先,建立了考虑终端攻击角约束的弹目三维相对运动模型;然后,设计了一种级联扩张状态观测器对目标机动造成的扰动进行了精确估计,同时构造了一种关于视线角误差的自适应有限时间预设性能函数,在此基础上,基于预设性能控制和扰动补偿的思想设计了自适应有限时间制导律,使视线角误差按预设性能收敛,并运用Lyapunov理论证明了闭环系统的有限时间稳定性;最后,在两种目标机动模式下进行了仿真对比,仿真结果表明,所提制导律能够在实现有效拦截的同时降低需用过载,且具有较高的鲁棒性。

摘要：采用超音速等离子转移弧喷涂铝涂层,通过响应曲面法中的Box-Behnken中心组合试验设计了三因素三水平的工艺优化试验,建立了主气流量、工作电流和喷涂距离与涂层孔隙率之间的数学模型。对最优工艺参数条件下制备的铝涂层,利用SEM、XRD对涂层的微观形貌和组织成分进行表征;利用HMV-2000型维氏硬度计和MTS 809万能拉伸试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试分析。结果表明:随着主气流量增大、工作电流减小或者主气流量减小、工作电流增大,孔隙率均呈减小趋势,得到的最优喷涂工艺为:主气流量:100 L/min,工作电流:200 A,喷涂距离:100 mm,丝与喷嘴的距离:10 mm,送丝速度:6 m/min。通过最优工艺制备的铝涂层,涂层致密,孔隙率为2.3%;涂层与基体的结合强度较高为24.4 MPa,显微硬度为44.5 HV0.1。

摘要：电磁超材料在二十多年的发展历程中,引发了学术界和产业界的广泛关注,在军事、民用等领域扮演着重要的角色.电磁超材料可以突破传统电磁器件电磁响应的局限,具有自然媒质所不具备的电磁特性.电磁超材料对不同频段的电磁波均具备优异的操控能力,进而演化出了多样化的电磁超材料功能器件.随着应用需求的不断提升,电磁超材料结构日趋复杂,功能趋向多元化.新材料与新工艺在电磁超材料中的融合应用不断涌现,以人工智能和优化理论为驱动力的超材料设计方法学研究蓬勃发展.本文结合近年来涌现出的研究成果和行业发展状况,简要总结了微波领域电磁超材料的发展应用态势.同时本文以近年知网论文数据库中收录的4949篇电磁超材料论文作为语料库,利用长短期记忆网络模型,从大数据角度,统计归纳了当前国内电磁超材料发展趋势.为从事本领域研究的科研人员提供了可资借鉴的方向展望.