摘要：纤维增强复合材料具有质量轻、比强度和比刚度高、抗冲击等特点,已成为冲击防护领域的重要结构材料.深入研究纤维增强复合材料在高速冲击下的能量吸收机制,准确预测纤维增强复合材料的弹道极限速度,对于启发新一代防弹复合材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景.本文从理论分析和数值模拟两个方面回顾了近年来关于纤维增强复合材料弹道极限速度的研究进展,探讨了纤维增强复合材料的组分性质和微观结构以及子弹特征等因素对弹道极限速度的影响.通过对现有研究结果的总结与分析,展望了纤维增强复合材料弹道极限速度研究的方向,期望为防弹复合材料的研究和开发提供参考.

摘要：针对一类带有挠性的吸气式高超声速飞行器设计具有传感器容错能力的控制器。飞行器机体的刚性模态和挠性模态之间的强耦合作用不仅仅会直接影响到气动力和气动力矩,而且还会造成传感器的测量误差,尤其是给攻角测量带来加性扰动的影响,这给基于状态反馈控制器的设计带来了极大挑战。因此,为了解决这个问题,引入了比例积分型状态观测器,利用系统的输入和受干扰的输出重构出原系统的状态,然后利用重构的状态设计保性能控制器,在稳定该高超声速飞行器模型的同时,也使得给定的二次性能指标达到其最小的上界。本文的主要贡献在于成功地改进了传统意义上的状态反馈方法,并消除了因为挠性模态影响造成的传感器测量误差所带来的影响,这在实际工程中具有重要的意义。文章最后给出的仿真结果显示出了比例积分型状态观测器具有较好的动态性能,以及保性能控制器出色地完成了该模型高度和速度通道对指令信号的跟踪任务。

摘要：城市中高大建筑物和建筑群会显著改变城市近地面层风场结构.在有较强来流时,建筑物周围某些地区会出现强风;如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域,则可能使行人感到不舒适、甚至产生伤害,产生行人风环境问题.因此在设计阶段,应对建筑物的风环境做出评价,以对可能出现的行人风场问题,提出改进措施.采用风洞热线测量、风洞刷蚀技术和计算流体力学数值模拟等方法,对北京地区某高大建筑在北京地区盛行风条件下的风环境,开展物理模拟和数值模拟,并进行相互验证和比较.研究结果表明,3种方法得出行人风场结构和分布基本一致.研究还分析了各方法的长处和局限,指出3种方法的相互配合,可使城市高大建筑的行人风环境研究更为科学、合理.

摘要：采用高阶模型,对于给定的纵向飞行模型,考察其在巡航飞行状态下,升降副翼偏转的纵向分量出现小扰动时的时间响应,并通过极点配置方法,使用三重PID控制器分别优化它的稳定性、收敛速度和其他飞行性能指标,并对此控制器的效率和适用条件进行了讨论,通过数学仿真证明控制器能得到较好的控制效果和适应性.

摘要：复杂水下环境中水下机器人的感知与探测技术亟待突破,基于微弱电场的水下仿生感知是一类很有潜力的技术路径。自然界中,一类鱼可在身体周围产生电场并通过电场变化来感知环境和其它生物,被称为弱电鱼。受弱电鱼感知行为启发,国内外学者展开了基于微弱电场的水下感知原理、方法与智能水下机器人方面的应用研究。综述了弱电鱼的生物学机理、水下电场的建模和感知理论、水下电场感知技术及其应用方面的研究进展,并展望了水下仿生电场感知技术的未来发展趋势。

摘要：亿万年的“物竞天择”促进自然界生物进化出精妙绝伦的微观结构,生物材料的力学性能因此得以突破传统结构材料著名的“强度-韧性”倒置关系,这为未来先进工程结构材料的研发提供了新的思路.但复杂的微结构也使生物材料的宏观断裂行为呈现出多尺度、多过程、多介质耦合的复杂特征,为建立基于均匀性假设的经典断裂力学理论方法带来新的挑战.对含有微结构的生物复合材料的断裂力学行为进行深入研究,对拓宽断裂力学的研究范畴,推动断裂力学理论的发展,启发新一代先进结构材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景.本文试从理论分析、数值模拟、实验手段三个方面回顾近年来关于含有精细微结构的生物及仿生复合材料断裂力学的研究进展,重点介绍新方法与新思想,为非均质材料断裂力学的发展和先进材料的强韧化设计提供借鉴.

摘要：尽管数字信号处理器已广泛用于执行复杂计算任务,但仍存在诸多不足,譬如模-数转换器成本高昂、运算复杂度高、低速和高功耗等.出于这个原因,最近人们对基于波的模拟计算产生了浓厚的兴趣.这种计算避免了模-数转换并可以执行大规模并行运算,特别是借助人工设计的超材料,一些对声波进行模拟计算的新方案陆续被提出.这种被称为计算超材料的计算系统,其计算速度可以与波速一样快,尺寸与波长一样小,可以对传入的波包进行复杂的数学运算,甚至可以执行积分、微分方程的计算.这些功能有望实现基于声波传播的新一代超快速、紧凑和高效的计算硬件.本文讨论了声波计算超材料领域的最新进展,调研了用于执行模拟计算的最新的超结构.接着,进一步介绍了声波计算超材料的应用,包括图像处理、边缘检测、方程求解和机器学习.最后,对研究的关键问题和未来可能的方向进行了展望.

摘要：结合剪接相关的剪接信号和调节元件的序列特征信息,发展高效的剪接位点预测方法,是真核生物基因预测中一个新课题.运用熵密度分布(EDP)距离方法、权重数组法(WAM)、κ检验等算法建立了剪接位点相关的剪接信号的统计模型,同时基于无监督自学习的基序检测方法建立了调节元件的统计模型,在此基础上设计了基于多层次支持向量机(SVM)的剪接位点预测新算法,实现了真核基因剪接位点的从头(ab initio)预测.对人类基因组剪接位点数据的大规模测试结果表明,本研究提出的方法能够有效地预测人类基因组中的剪接位点,预测水平不仅全面高于传统的基于剪接信号的预测方法GeneSplicer,而且在总体预测精度上达到并大部分超过基于调节元件信号的预测方法SpliceScan.对于低GC含量的基因序列,本文方法的预测精度明显地高于其他两种方法.

摘要：设计了一种基于水平剪切(SH)导波的高温管道壁厚在线监测方法,该方法通过采用波导条作为热缓冲结构,在压电换能器和高温管道之间快速隔热降温,同时传递用于测量壁厚的非频散SH导波信号.提出了一种波导条上非频散水平剪切导波激励和接收方法,设计了波导条和高温管道干耦合夹持连接装置,通过试验验证了这种SH超声导波法在高温(600℃)下在线监测管道壁厚的可行性.

摘要：针对一阶具有通信时滞的多智能体系统环形编队存在通信和计算资源消耗大的问题,引入事件驱动控制机制,综合设计适用于任意环形编队的控制律分别耦合状态相关和状态无关两类事件驱动条件。事件触发函数基于状态误差建立,使得个体之间的信息通信和控制信号更新仅在事件触发时刻进行。从理论上严格证明了系统在控制律作用下的收敛性,并通过数值仿真验证了控制算法的有效性。仿真结果也表明,在获得系统期望性能的前提下,降低了控制器输入的更新频率和减少了智能体的资源消耗。