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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 63-73页

作者：郭亚周刘小川白春玉王计真强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西西安710065 陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室陕西西安710065

为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分... 详细信息

为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分别开展了软包电池组落锤冲击及电池高速冲击铝板测试实验,探讨了不同电池电量的软包电池组在受冲击后的变形模式及着火情况,结合电池的机械变形响应及其着火演化特性分析了软包锂离子电池的冲击安全性。研究结果表明,轻型消费级无人机软包锂离子电池在常规电池外壳防护条件下受面外方向载荷冲击后的着火风险高于面内方向载荷冲击后的着火风险;锂离子电池着火风险与电池电量、冲击速度等具有明显相关性,锂离子电池本身的力学响应主要受自身材料及结构的影响,电池电量并不会影响电池的机械力学碰撞响应;本研究中所采用的锂离子电池样品在电池电量为100%时以50 m/s的速度撞击铝板,以及电池电量为50%以下时以85 m/s的速度撞击铝板后的燃烧风险均相对较低。

关键词：软包锂离子电池高速冲击机械载荷变形模式着火风险

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基于深度学习弹性超材料带隙逆向设计研究

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力学学报 2025年第1期57卷 103-115页

作者：岳朋张建刚邱克鹏骆越西北工业大学机电学院陕西省空天结构技术重点实验室西安710072

弹性超材料是一种具有超常力学和声学性能的人工微结构,具备独特的带隙特性,通过对其带隙的动态调控设计,可以满足航空航天领域中重大装备对减振降噪性能的特定需求.文章基于深度学习开展弹性超材料带隙的逆向设计技术研究.首先,利用深... 详细信息

弹性超材料是一种具有超常力学和声学性能的人工微结构,具备独特的带隙特性,通过对其带隙的动态调控设计,可以满足航空航天领域中重大装备对减振降噪性能的特定需求.文章基于深度学习开展弹性超材料带隙的逆向设计技术研究.首先,利用深度学习模型在图像处理方面的优势,以像素图像的形式表示单胞结构并将其转换为像素数据,基于参数化曲线描述和膨胀函数运算生成样本构型,并结合两种方法的优缺点,快速生成大量具备带隙特征、多样性好的样本数据;其次,采用条件生成对抗网络进行弹性超材料结构逆向设计,将色散曲线作为样本条件,并利用PatchGAN判别器关注图像区域的误差细节,提升网络对图像细节的处理能力,同时引入新的误差评估标准,提高误差评估的精确度;最后,开展弹性超材料带隙的逆向设计,包括带隙的拓宽、生成和扩增等,通过数值计算得到逆向生成结构的频率响应曲线,结果显示逆向设计弹性超材料弹性波衰减范围与给定带隙区域吻合,验证了逆向设计技术的可靠性,为弹性超材料主动带隙调控提供了一种有效的设计方法.

关键词：弹性超材料带隙分析深度学习逆向设计误差评估

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气相渗硅法修复SiC涂层及其抗热震和烧蚀性能

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无机材料学报 2025年第2期40卷 168-176页

作者：侯佳琪陈睿聪曾耀莹周磊张佳平付前刚西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室陕西省纤维增强轻质复合材料重点实验室西安710072 无锡博智复合材料有限公司无锡214000

涂层的完整和致密性直接影响其性能。对于存在缺陷或者受到损伤的涂层,报废并重新制备不仅浪费原材料,还会延长制备周期。因此,经济有效的解决方法是修复涂层,以恢复其防护能力。本研究采用经济实用的气相渗硅法修复一次包埋法制备的多... 详细信息

涂层的完整和致密性直接影响其性能。对于存在缺陷或者受到损伤的涂层,报废并重新制备不仅浪费原材料,还会延长制备周期。因此,经济有效的解决方法是修复涂层,以恢复其防护能力。本研究采用经济实用的气相渗硅法修复一次包埋法制备的多孔SiC涂层缺陷,并对比研究了修复前后涂层的抗热震及烧蚀性能。结果表明,修复后的包埋SiC涂层在室温~1773 K热震15次后,其与基体之间结合良好,失重率降低了97.05%。在氧乙炔火焰下烧蚀30s后,修复后的涂层中心烧蚀区域的碳纤维被SiO_(2)所包覆,未出现裸露或损伤。与修复前相比,其质量损失率和厚度损失率分别降低了97.02%和67.99%。抗热震和烧蚀性能改善归因于修复后涂层致密度提高,缺陷减少,并且渗硅过程引入的单质Si在高温下更容易氧化生成SiO_(2),有效愈合缺陷和阻挡氧气渗透,从而防止了基体氧化损伤。本研究提出的新型涂层修复策略具有经济可行性,为涂层缺陷及损伤修复和稳定服役提供了新途径。

关键词： SiC涂层热震烧蚀修复

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声黑洞楔形结构振动模式转换超声换能器

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物理学报 2025年第4期74卷 181-190页

作者：王怡陈诚林书玉陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声重点实验室西安710119

基于声黑洞结构独特的声波捕获与能量聚集效应,提出了一种新型声黑洞楔形结构振动模式转换超声换能器.该换能器由一个纵向夹心式换能器和一个声黑洞楔形结构辐射板组成.基于铁木辛柯梁理论,利用传输矩阵法建立了辐射板弯曲振动的理论模... 详细信息

基于声黑洞结构独特的声波捕获与能量聚集效应,提出了一种新型声黑洞楔形结构振动模式转换超声换能器.该换能器由一个纵向夹心式换能器和一个声黑洞楔形结构辐射板组成.基于铁木辛柯梁理论,利用传输矩阵法建立了辐射板弯曲振动的理论模型,计算得到的振动频率与有限元仿真频率吻合较好.对换能器的电阻抗频率响应特性、振动模态以及空气中近场辐射声压分布进行了仿真模拟,结果显示,声黑洞楔形结构辐射板的振幅逐级增大,近场辐射声压呈现出梯度分布的特点.加工了换能器样机,并对其进行实验测试,测试结果验证了设计方法的可行性.最后进行了超声悬浮实验,结果表明声黑洞设计可以赋能于超声悬浮技术,构造出声压梯度分布的声场,实现粒子筛选.

关键词：声黑洞结构空气耦合超声换能器纵-弯模式转换超声悬浮

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高效空穴转移助力光催化碱性甲醇-水溶液制氢

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化工学报 2025年第3期76卷 1064-1075页

作者：万俊宋佳芮范春煌魏乐乐聂依娜刘琳延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室陕西延安716000

安全储氢和高效制氢是实现氢能大规模应用的关键。利用甲醇作为储氢介质,并通过光能驱动甲醇-水重整制氢以实现温和连续现场制氢是促进氢能利用的一种有效途径。然而,缓慢的空穴转移和甲醇脱氢氧化速率成为限制光催化甲醇-水溶液制氢性... 详细信息

安全储氢和高效制氢是实现氢能大规模应用的关键。利用甲醇作为储氢介质,并通过光能驱动甲醇-水重整制氢以实现温和连续现场制氢是促进氢能利用的一种有效途径。然而,缓慢的空穴转移和甲醇脱氢氧化速率成为限制光催化甲醇-水溶液制氢性能的瓶颈。基于催化剂纳米结构调控,通过构筑长径纳米棒Zn_(0.5)Cd_(0.5)S(ZCS-LNR)加快光生载流子分离和迁移速率,并通过引入NaOH碱性介质,利用OH−的快速活化和·OH的高效脱氢能力,以OH−/·OH氧化还原对加快催化剂表面空穴转移和甲醇氧化脱氢速率,实现了高性能的碱性甲醇-水溶液制氢过程。其中ZCS-LNR催化剂在室温、1.0 W/cm2光强、4 mol/L NaOH以及CH_(3)OH∶H_(2)O体积比为1∶1的条件下可获得54.33 mmol/(g·h)的产氢速率。为实现光催化甲醇-水溶液制氢过程提供了一种高效可行的新路径。

关键词：催化剂制氢纳米结构甲醇-水重整空穴转移

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榆神矿区中深煤层开采松散含水层地下连续墙侧向截水帷幕可行性分析

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1062-1072页

作者：赵春虎王世东姬中奎朱开鹏梁向阳中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤矿灾害防控全国重点实验室陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿... 详细信息

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿区井工煤矿煤层开采影响下近地表富水松散含水层涌(失)水问题,借鉴露天大水矿区地下连续墙的帷幕减渗成功经验,从稳定的补给水源、相对集中补给通道、防绕流托底3个方面总结了煤矿区开展地下水连续墙截水帷幕的基本条件;通过建立井工煤矿开采与松散富水含水层帷幕条件下矿井涌水量理论计算模型,得出截水帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大,以及距离采掘范围越近是减少煤层顶板近地表松散含水层涌(失)水的基本原理。以榆神矿区某矿工作面集中涌水问题对研究对象,依据井工煤矿地下水连续墙帷幕减渗基本原理,分析得出工作面集中涌水区段主要水源以近地表松散含水层地下水为主,且具备稳定可观的动态补给,煤层开采形成的导水裂隙突破顶板隔水土层揭露松散层内条带状古河道(古河道内隔水土层变薄、松散层增厚),形成了相对集中的涌水通道,以及在“上含下隔”(上为富水松散含水层,下为相对隔水土层)的防绕流托底组合结构下,认为该区段具有建造侧向截水帷幕墙的可行性。建立了案例矿井正常开采与侧向帷幕墙建设条件下地下水系统数值模型,模拟结果显示,在工作面外围局部侧向帷幕工况下(侧向帷幕墙体长度600 m),帷幕墙体内外松散含水层地下水水位梯度显著加剧,但由于松散含水层良好的渗透性,以及井田地面东高西低地形地貌控水条件,帷幕墙体外围近地表松散层地下水水位整体未发生明显抬升,原来通过薄基岩区、松散层增厚带进入工作面采空区的地下水径流量沿帷幕墙体外围导流至下游,600 m长侧向截水帷幕整体减水效率28.43%。研究成果为榆神矿区井工煤矿开展基于侧向截水帷幕的顶板水害防治与地下水资源保护可行性分析提供了科学依据。

关键词：顶板水害导水裂隙充水条件截水帷幕保水开采

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基于功率谱的神经元放电早期预警信号

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物理学报 2025年第1期74卷 101-113页

作者：李松蔚谢勇西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室陕西省无损检测与结构完整性评价工程技术研究中心西安710049

在神经系统中,脑疾病的发生往往对应着神经系统的临界转迁与神经元的异常放电,因此对临界转迁的早期预警信号(EWS)的研究有助于预测神经元的放电行为,从而预防脑疾病的发生.传统EWS,如自相关系数、方差等指标,虽然能对动力系统的分岔点... 详细信息

在神经系统中,脑疾病的发生往往对应着神经系统的临界转迁与神经元的异常放电,因此对临界转迁的早期预警信号(EWS)的研究有助于预测神经元的放电行为,从而预防脑疾病的发生.传统EWS,如自相关系数、方差等指标,虽然能对动力系统的分岔点进行早期预警,但其无法对分岔类型进行区分.而基于功率谱的EWS可以有效预测分岔点并区分分岔类型,且在气候及生态模型上的预测效果良好.本文将基于功率谱的EWS应用在神经元系统中,先后考察了Morris-Lecar和Hindmarsh-Rose模型神经元放电所对应的4种余维一分岔点前的临界现象,分别计算了传统EWS和基于功率谱的EWS,并进行对比分析.结果表明基于功率谱的EWS能有效预测神经元放电,并且能对不同神经元的Ⅰ型兴奋和Ⅱ型兴奋作出区分.本研究对神经系统的临界转迁的预测有着重要的指导意义,对神经系统疾病的诊断和治疗有着重要的启示作用.

关键词：神经动力学功率谱临界转迁早期预警信号

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面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法

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系统工程与电子技术 2025年第3期47卷 817-826页

作者：袁彰求杨朝旭荣海军西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室陕西西安710049

高空飞艇具有驻空时间长、能源消耗低等优点,在面对信息监测和长期通信方面有很高的应用价值。综合考虑飞艇平台与载荷在指标上的耦合关系,提出一种面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法。首先,运用模糊综合评估法将无法直... 详细信息

高空飞艇具有驻空时间长、能源消耗低等优点,在面对信息监测和长期通信方面有很高的应用价值。综合考虑飞艇平台与载荷在指标上的耦合关系,提出一种面向定性与定量指标的轻量化高空飞艇效能评估方法。首先,运用模糊综合评估法将无法直接用于数据分析的定性指标转化为定量指标,实现多类型指标的完全量化。其次,通过基于模糊C均值聚类的最大信息系数相关性分析选择与关注指标相关的指标,构建轻量评估体系。再次,提出专家排序评价的主客观组合赋权法,基于轻量评估体系计算权重获得效能评估结果。最后,通过实例验证所提效能评估方法的有效性。所提出的轻量化高空飞艇效能评估方法可为高空飞艇的设计和优化提供数据支持,缩短研发周期、降低经济成本。

关键词：效能评估模糊综合评估法模糊C均值聚类最大信息系数组合赋权法

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基于融合代理策略的超声速降落伞气动优化设计

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航空学报 2025年第1期46卷 71-85页

作者：姜璐璐潘鑫蒋伟冯瑞陈刚西安交通大学航天航空学院西安710049 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 北京空间机电研究所北京100094

超声速降落伞作为提供气动阻力和稳定性的重要气动减速系统,其设计好坏直接影响着探测器着陆任务的成败。适应不同气动性能需求的降落伞结构参数通常是相互矛盾的,为了解决火星降落伞在外形设计时的结构参数矛盾,以及设计周期长、计算... 详细信息

超声速降落伞作为提供气动阻力和稳定性的重要气动减速系统,其设计好坏直接影响着探测器着陆任务的成败。适应不同气动性能需求的降落伞结构参数通常是相互矛盾的,为了解决火星降落伞在外形设计时的结构参数矛盾,以及设计周期长、计算误差大的问题,本文提出了一种面向探测器-降落伞双体模型的融合代理优化策略。融合代理模型集成了插值型代理模型和回归型代理模型的优点,能够在相同样本的条件下具备更高的气动力系数预测精度。通过采用融合代理模型替代长耗时的计算流体力学(CFD)计算过程,能够缩短设计周期,提高设计效率。结合多目标遗传算法对探测器-盘缝带伞双体模型进行了优化设计,结果表明,采用融合代理优化策略能够平衡伞体的阻力性能及稳定性能,在满足结构及气动约束的前提下提升盘缝带伞的综合减速能力,具有良好的实用性和可行性。文章的研究结果可为未来新一代火星探测用超声速降落伞的设计研制提供一定的理论参考和技术储备。

关键词：融合策略火星降落伞优化设计代理模型超声速

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苋色藜叶绿体基因组的解析与系统发育分析

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草地学报 2025年第3期33卷 739-747页

作者：孔卫青禚苏杨金宏安康学院现代农业与生物科技学院/陕西省蚕桑重点实验室陕西安康725000

本研究对苋色藜(Chenopodium amaranticolor)的叶绿体基因组进行了高通量测序、组装和注释分析,比较了藜属植物叶绿体基因组的特征和系统发育关系,发现苋色藜叶绿体基因组长152193 bp,GC含量37.25%,编码131个基因,其中蛋白质编码基因86... 详细信息

本研究对苋色藜(Chenopodium amaranticolor)的叶绿体基因组进行了高通量测序、组装和注释分析,比较了藜属植物叶绿体基因组的特征和系统发育关系,发现苋色藜叶绿体基因组长152193 bp,GC含量37.25%,编码131个基因,其中蛋白质编码基因86个,偏好使用A/U结尾的密码子。共线性和滑动窗口分析藜属植物叶绿体基因组具有较高序列相似性,核苷酸多态性主要在LSC和SSC区的基因间隔区以及ndhF和ycf1基因内部;SSR以单碱基重复为主,主要组成碱基为A、T;散在重复序列主要为正向重复和回文重复;系统发育分析苋色藜与台湾藜(Chenopodium formosanum)的亲缘关系较近;计算基于核基因的苋色藜与藜麦(Chenopodium quinoa)的遗传距离大于叶绿体基因。本研究可为藜属植物遗传结构与多样性、特异基因挖掘以及系统发育等研究提供参考。

关键词：苋色藜叶绿体基因组高通量测序系统发育

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