摘要：大量小型自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)组网通信完成合作任务是水下机器人工作的一个重要方向。水下电场通信具有高速率、低延迟等特点,AUV使用水下电场通信能够在短距离内实现稳定高速的通信,但是水下电场通信技术存在通信距离受限和电场强度本身受电导率影响等问题。针对这2个问题,提出一种考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法。首先,采用分簇的思想对大量AUV进行分簇处理,其中,增加副簇首提高簇稳定性并减小更换簇首时的能量消耗,设计网关节点加强网络连通性,实现簇间通信。其次,在选举簇首时,综合考虑节点可用度、通信成本、剩余能量这3个关键参数,达到负载均衡和均衡能耗的目的。最后,针对在网络通信状况差时系统维持簇结构而开销大的问题,根据水体环境电导率和节点剩余能量设计自适应调整策略。通过缩小簇规模等手段降低系统在工作过程中的整体能量消耗,提高网络生命周期。研究结果表明:在不同电导率实验条件下,本算法均能有效延长网络生命周期,提高网络生存时间。通过有无自适应调整策略的对比实验,也证明自适应调整策略起到了一定作用。

摘要：设计环形摩擦片在变法向力和恒定法向力两种情况下的自旋摩阻实验,验证经典自旋摩阻模型在接触区域法向接触力连续变化条件下的适用性,研究局部摩擦性质的速度依赖性对自旋摩阻的影响,建立基于Stribeck效应的自旋摩阻模型。该模型对精确分析包含相对转动的空间运动体动力学具有重要意义。

摘要：通过引入一个无量纲参数,将重量和雷达吸波性能两个优化目标结合于同一个目标函数中,提出了针对含有多孔材料芯层的夹芯型雷达吸波结构(RASS)的一种多目标优化设计方法.优化模型为承受均布载荷的悬臂夹芯板,考虑4种不同形式的芯层.由传输矩阵法和周期矩量法计算出镜面反射率的平均值,作为表征吸波性能的指标;而面板屈服、芯层剪切破坏和面板起皱则作为优化设计中的力学性能约束.优化结果表明,以填充超轻质海绵体的复合材料二维点阵为芯层的夹芯结构,比含有多孔泡沫或六角蜂窝芯层的夹芯结构更适合作为轻质夹芯型雷达吸波结构.Kagome二维点阵则表现出优于正方二维点阵的吸波性能.

摘要：探讨了通过设计前驱体混合炸药各组分配比及性能指标,采用前驱体混合炸药成功爆轰合成球形、核壳结构的石墨包覆铜纳米功能材料(GECNs),在此基础上采用经验公式快速计算法估算了其爆轰性能参数,初步建立了前驱体混合炸药与制备目标产物(GECNs)之间的关系,为高效爆轰合成GECNs提供了有益的理论依据和经验数据。

摘要：为了研究柔性长鳍扭波推进机理,设计了一套模仿背鳍扭波运动的试验装置,并测试了背鳍扭波推进系统在循环水槽中的水动力。测试过程中,主要研究了背鳍推进系统在不同来流速中改变鳍条摆动频率时表现的推力特性。实验结果表明:相同频率扭动下的背鳍,在低速来流时产生的推力要大于高速来流时的推力;来流给定时,背鳍产生的推力与鳍条频率的平方成正比。

摘要：湍流是制约我国航空航天飞行器设计的卡脖子问题。在计算流体动力学(CFD)日益成为飞行器设计的主要手段时,如何构建湍流的数学物理模型是最突出的基础科学难题。我们以复杂系统的新认识为基础,从理论、实验、计算等多方面形成一个突破湍流世纪难题的新思路。理论上,我们构建了结构系综理论新框架,在物理思想上将经典的朗道平均场理论推广到非平衡系统,形成基于广义李群变换的多层结构模型;在方法上创新发展了序函数分析方法,从精确数值模拟和实验测量的经验数据中提炼湍流场的物理结构参数。这一工作在探索飞行器相关的壁湍流的物理对称性原理方面取得了圆满的成功,首次获得规范壁湍流的解析解,确认了新的普适卡门常数0.45。同时,我们以钱学森系统工程的思想为指导,组织了湍流实验和计算平台的建设,针对飞行器典型流场实现了实验、计算和理论的联合攻关,并组织实施了工程计算平台的建设。这些努力为新一代工程湍流模型的研制奠定了坚实的基础。

摘要：为了解决燃煤锅炉烟气中超细颗粒难以脱除的问题,基于流体动力学原理设计了一种超细颗粒聚并器,并在300 MW燃煤锅炉机组电除尘器的前置烟道中进行了实验研究。结果表明,聚并器内部存在超细颗粒之间以及超细颗粒与大颗粒之间的相互聚集行为,从而使超细颗粒数量显著减少。例如,对于粒径在2.65和10.48μm以下的颗粒,其体积比例在聚并器出口分别减少了56.7%和62.3%,在电除尘器出口的粉尘浓度减少了26.34 mg/Nm3,这表明,基于流体动力学原理的聚并器对超细颗粒的聚并作用明显,具有良好的应用前景。

摘要：本文利用边界元方法计算了腹主动脉叉。在动脉粥样硬化前后的血液流场、血管壁切应力等血液流体动力学特性,通过对动脉粥样硬化产生前后,左、右髂总动脉壁切应力的计算结果分析,对粥样斑块病变产生和发展的血液流体动力学原因做出了判断。结果显示:腹主动脉叉几何形状的不对称性导致分叉处血液流速、血管壁切应力分布的不对称,内侧壁切应力大于外侧壁,右髂总动脉内侧壁切应力大于左髂总动脉。动脉粥样硬化处由于血管腔变窄血液流速明显变大、切应力变大,容易使斑块表面撕裂出现组织增生,粥样斑块下游处血流速度、切应力减小,形成血液分离区,使血细胞聚集,造成动脉粥样硬化发展、加剧。

摘要：主要研究了不规则几何结构多孔材料制备的板材的振动分析.基于Gibson-Ashby等效模量计算,引入了分布因子加以改进原有的理论.对于材料的孔洞分布情况,提出了Burr分布的概率密度拟合,获得了Burr分布的3个自变量参数并用实际的孔洞几何参数进行了比对与描述.基于平板振动理论和等效模量理论,计算出了随着孔洞分布情况变化下的平板固有振动频率,并分析了孔洞尺寸与频率间的关系.之后引入了尺度因子来量化描述平均孔洞尺寸对多孔平板的频率影响.结论证明了改进的等效理论能够有效地体现孔洞的分布对平板力学性能的改变,论述了孔洞尺寸范围,孔洞离散度以及平均孔洞尺寸对多孔方板结构固有频率的影响.这种影响将会对多孔材料结构的优化设计起指导作用.

摘要：翻译起始位点(TIS,即基因5′端)的精确定位是原核生物基因预测的一个关键问题,而基因组GC含量和翻译起始机制的多样性是影响当前TIS预测水平的重要因素.结合基因组结构的复杂信息(包括GC含量、TIS邻近序列及上游调控信号、序列编码潜能、操纵子结构等),发展刻画翻译起始机制的数学统计模型,据此设计TIS预测的新算法MED-StartPlus.并将MED-StartPlus 与同类方法 RBSfinder、GS-Finder、MED-Start、TiCo 和Hon-yaku等进行系统地比较和评价.测试针对两种数据集进行:当前14个已知的TIS被确认的基因数据集,以及300个物种中功能已知的基因数据集.测试结果表明,MED-StartPlus的预测精度在总体上超过同类方法.尤其是对高GC含量基因组以及具有复杂翻译起始机制的基因组,MED-StartPlus具有明显的优势.