摘要：针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术(SIA)和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程,基于分光光度检测方法,在使用连续光谱扫描测量的条件下,融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量进行检测。测定消解前,对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮进行直接光谱测量,测定消解后对总氮进行光谱检测,显色反应后,对总磷进行光谱检测。在本系统下,以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和总氮原位水质参数为测定对象,基于连续光谱分析,最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线,其拟合优度(即决定系数)≥0.9899。配制已知亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量的混合溶液,按照上述的多参数检测流程,利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数,实验结果表明,实验参数重复性(相对标准偏差)RSD≤3.86%,系统可稳定、高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量。基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究,对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用,微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景,适用于多种水质在线监测平台。

摘要：该文重点讨论弯扭叶片设计方法在小展弦比的涡轴发动机涡轮叶片设计中的应用,旨在通过多方案的弯曲设计分析具有强二次流动的涡轮叶片的弯曲优化所能带来的气动性能改善和流场结构变化。给出了弯高固定而弯角不同的14个叶片弯曲设计方案。通过数值模拟计算分析了这些方案中总压比和流量,初步得出在该叶片设计中反弯设计要优于正弯和直叶片设计,且反弯15°方案为最优方案。根据密流沿叶高分布图分析了正弯、直和反弯叶片情况的下端区和中间区域的通流能力变化。结合叶片壁面极限流线图和静压分布,可发现反弯情况下造成的反向C型压力分布使得端区流动不但没有改善反而恶化,但是中间区域的低能流体却大大减少,从而总体损失得到减少。从出口截面的总压分布也可看出通道涡尺度变大,造成端区总压损失较大。

摘要：对于新研舰载设备,各国海军均要求其抗冲击性能满足考核标准才可装舰使用。为了进行对潜艇内大型设备在接近实战条件下的考核试验,设计并建造了模拟潜艇的试验舱段平台。在不同爆源距离的标准考核工况下,数值模拟了试验舱段的水下爆炸试验,对试验舱段提供的冲击环境进行预报,并根据数值模拟结果及相关理论计算拟定试验工况后,完成了3次水下爆炸试验。通过对实测冲击谱的圆整及插值拟合分析得出,试验舱段的建立满足大型设备冲击环境指标的横垂比要求,为进一步考核潜艇内大型设备抗冲击性能提供了必要的环境。

摘要：针对复杂电磁作战环境下无人机自主着陆应用场景,提出了一种基于深度卷积神经网络图像语义分割的无人机自主着陆导航方法。首先设计了轻量高效的端到端跑道分割神经网络RunwayNet,在特征提取部分使用空洞卷积对ShuffleNet V2进行改造,得到输出特征图分辨率可调的主干网络,并利用自注意力机制设计了自注意力网络模块,使网络具备全局跑道特征提取能力;然后设计将网络浅层丰富的细节、空间位置信息与顶层粗略、抽象的语义分割信息相融合的解码器模块,获取精细的跑道分割输出结果;最后设计了基于跑道分割区域的边线提取和位姿解算算法,实现相对位姿信息的解算。仿真和机载飞行实验结果表明,基于嵌入式实时计算平台可实现无人机着陆全过程跑道区域的精准分割识别,作用距离达到3 km、成功率接近90%,解决了着陆过程中跑道识别盲区和实时性等问题,显著提高了复杂环境下无人机着陆的鲁棒性。

摘要：提出基于定期检测和健康监测技术的斜拉桥结构服役期内主梁整体失效模式及其极限承载力演化规律的分析方法,为结构的全寿命设计以及结构安全预警的分级提供理论依据。首先,利用结构的检测/监测数据,建立与实际结构状态相符的有限元模型,并分析构件的耐久性损伤,在此基础上计算考虑抗力退化的构件的极限承载力;然后,在有限元模型上施加逐级渐进的车辆荷载,分析各构件的内力状态;最后,将荷载效应超过抗力的主梁截面设置为塑性铰,改变结构体系,继续施加车辆荷载,直至结构承受的车辆荷载达到最大值,对应的变结构体系和车辆荷载分别为最终主梁整体失效模式和极限承载力。利用上述方法对我国北方某座干线斜拉桥在运营期内的4个典型状态进行计算分析,研究该桥在运营期内的失效模式及其极限承载力的演化规律。结果表明,所提出的方法可以获得在车辆荷载作用下斜拉桥主梁整体失效模式和相应的极限承载力;斜拉桥在服役过程中主梁开裂、钢筋锈蚀、边界条件变化等导致桥梁结构损伤、甚至结构体系及其相应的力学模型发生较大的变化,使结构失效模式及其极限承载力发生较大的变化。

摘要：为满足新颖成像模式对卫星姿态快速机动或对规划姿态的高精度跟踪控制需求,本文针对金字塔构型控制力矩陀螺(Control moment gyroscopes,CMG)群与反作用飞轮为联合执行机构的挠性敏捷卫星,提出一种融合以Legendre伪谱法实现卫星姿态及CMG群框架角速度最优规划的前馈控制、以非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)实现最优轨迹反馈跟踪的复合控制方法.在前馈控制律设计中,充分考虑了CMG群的力矩输出能力、奇异性及振动抑制性能等约束,规划获得了最优的CMG群框架角速度、卫星的姿态角及角速度.在反馈控制律设计中,以飞轮输出力矩能力、姿态机动快速性及能量为约束,设计了具有滚动优化思想的跟踪算法,补偿由于初始状态及转动惯量偏差等带来的控制误差.研究结果表明,在转动惯量存在偏差情况下,本文的控制方法仍是有效的,且表现出较强的鲁棒性.

摘要：球扁钢被广泛用于船舶和桥梁等钢结构,掌握其疲劳裂纹扩展规律对准确预报结构疲劳寿命有着重要的意义。该文基于表面裂纹名义开口位移(NCOD)的测量数据,对全尺寸船用球扁钢三维疲劳裂纹形状进行了预报;并利用二维Paris公式,采用有限元数值分析方法,对裂纹扩展过程进行了预报;最后通过船舶节点的疲劳试验,验证了该疲劳裂纹预报方法的可行性。文中提出的疲劳裂纹扩展预报方法可为球扁钢的失效判据提供参考依据。

摘要：硅油MM具有较低的临界点和较高的热稳定性,更适合应用于高温位热源的超临界有机朗肯循环(ORC)系统。超临界压力流体热物性会在拟临界点附近发生剧烈变化,导致流体管内对流传热出现传热强化或恶化等异常现象。本文通过实验获得了超临界压力硅油MM竖直管内向上流动的对流传热特性,分析了热流密度和压力等边界条件对传热特性的影响,并结合浮升力作用和热加速效应探讨了传热恶化的机理,为超临界ORC系统中加热部件的设计和优化提供支撑。

摘要：对系统进行可诊断性设计,能优化诊断方案、提升诊断方案与系统的契合程度,对于准确检测或隔离系统故障具有重大意义。为此提出一种基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法。对于采集到的不同状态下的系统测试点信号进行特征提取,结合系统的可诊断性评价结果,提出特征贡献度量化算法,对信号中不同特征对故障诊断的贡献度进行评估,使用改进的D-S证据理论算法对不同信号的特征进行融合,确定适用于故障检测与隔离的故障敏感特征集合;采用集成学习方法对基分类器的诊断效果进行加强,最终获得对当前系统的诊断方案。仿真实验结果表明,采用新的可诊断性设计方法设计出来的针对系统的诊断方案,可以对系统故障进行良好的诊断,其中与未进行故障敏感度学习环节相比,故障诊断的错误率由5.33%下降到2.66%,与未进行集成学习环节相比,故障诊断的错误率由16.22%(基诊断器的平均值)下降到2.66%。在与其他诊断方案的对比实验中,新方法的故障诊断错误率相较于对比方法的平均值下降了3.34%。

摘要：根据同步辐射光束在建线站项目需要,提出变截面压弯椭球柱面反射镜方案。该方案基于变宽度压弯椭圆柱面聚焦镜设计理论,推导出变截面(带弧矢聚焦)反射镜镜面斜率误差的计算公式,并进行优化设计。本研究基于聚焦镜光学参数(物距p、像距q和掠入射角θ)进行设计,最终借助有限元分析软件计算反射镜的设计误差。结果表明,在此需求下,反射镜两端最优宽度分别为49.5 mm和90.5 mm,对反射镜两端压弯弯矩进行计算、仿真、优化后,其斜率误差均方根值由~5.1368μrad降低至~0.0636μrad(取1 m长),接近系统误差(~0.0407μrad),满足设计要求(<0.1μrad)。