摘要:为研究空间机械臂多模态视觉感知与操作的发展现状及亟须解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。多模态视觉感知是指融合可见光、红外、深度相机与激光雷达等异构传感器及多源数据形式实现的视觉感知方式,空间操作是指面向在轨任务,利用机械臂等执行机构实施接近、抓取、装配与维护等作业的过程。首先,回顾了目前国内、外已服役的典型空间机械臂系统,总结其发展脉络与应用特点。其次,文中以“感知-规划-控制”为主线,系统梳理了自主在轨服务所需的3项关键技术:一是多模态视觉感知技术,重点介绍多源异构数据融合以及多模态视觉位姿估计技术；二是复杂约束下的轨迹规划技术,涵盖基于模型、优化与学习的空间机械臂轨迹规划方法,并探讨其在自由漂浮基座和强耦合动力学条件下的适用性；三是面向漂浮运动目标的柔顺抓取技术,以保障操作过程中的安全性。最后,总结了当前空间机械臂在自主在轨服务中面临的计算资源受限、在轨数据匮乏、多模态协同困难,以及运行生命周期短等核心挑战,并展望了其在硬件、算法与系统层面的未来发展趋势。研究表明:空间机械臂的自主在轨服务技术尚未成熟,关键技术环节与应用落地存在多处瓶颈,多模态视觉传感器与智能图像处理算法、基于学习的轨迹规划与柔顺抓取控制,将成为提升空间机械臂自主性能的核心发展方向。

摘要:为系统总结可编程多物理耦合超材料的理论基础、设计方法、制造路径及工程化进展,明确当前研究中的关键科学问题与发展趋势,文中在梳理多学科交叉背景的基础上,提出了一种以“理论设计制造表征应用工程化”为核心主线的系统性研究框架,旨在为按需功能化与智能响应型超材料的设计提供理论依据与工程指导。首先,从等效介质与均匀化理论出发,阐述了Bloch波与拓扑物态在超材料建模中的作用机制,结合非线性多稳态分析与物理约束机器学习,探讨数据驱动与物理驱动相融合的建模思路。其次,比较拓扑优化、贝叶斯优化、强化学习与生成式模型等前沿设计范式,提出在超材料设计阶段应显式引入可制造性约束与容差鲁棒性评估。然后,系统总结了从微纳到宏观的增材制造与4D打印技术路线,并分析多材料与时变结构在可编程超材料中的实现策略。最后,构建跨域性能表征指标体系与标准化流程,提出基于数据同化与参数反演的综合评价框架。研究结果表明,当前超材料研究正从单一性能的奇异发现,迈向多场耦合、可重构与可编程的系统化设计。通过融合智能优化与增材制造,超材料在隔振与能量吸收、吸波与隐身、声聚焦与降噪、热管理、柔性传感与生物医用,以及航天轻量化等领域实现了性能突破与原型验证。文中总结的研究体系为超材料的功能可编程设计提供了可推广的技术路线,并指出未来发展应聚焦于多尺度耦合机理、制造精度控制、可靠性评估与工程规模化集成,以实现超材料从实验室走向实用工程的关键跨越。

摘要:锂电池作为复杂的多场耦合电化学系统,其性能受跨越原子、介观至宏观多尺度的物理化学过程协同影响。单一尺度方法难以揭示内部的多场耦合与失效机制。文中为系统性地阐明锂电池内部的多场耦合机制,需要建立一个整合关键物理化学过程的多尺度计算模拟框架。因此,多尺度计算模拟已成为理解电池工作原理、预测性能衰退,以及指导材料结构优化的重要工具。首先,综述了锂电池多尺度模拟的研究框架与最新进展,重点梳理了 微观、介观与宏观3个层级的核心问题与主流方法,包括密度泛函理论、分子动力学、相场法、动力学蒙特卡洛,以及多孔电极理论等。其次,各尺度模型在揭示电极材料结构与力学特性、离子输运与溶剂化、固态电解质界面的形成与演化、枝晶生长及电芯多物理场耦合行为中均发挥了关键作用。最后,介绍了不同尺度间的信息传递策略,如层级式建模、并发式建模,以及新兴的机器学习代理模型。结果表明,当前多尺度模拟在实现高保真度与计算效率的平衡方面,仍面临计算成本高昂、跨尺度模型验证困难,以及真实电极微观结构不均匀性表征不足等挑战,而物理信息机器学习、电池数字孪生、计算与先进表征闭环融合是解决上述挑战、加速下一代高性能电池设计的关键发展方向。

摘要:为系统性地梳理与剖析线性同构多智能体系统一致性问题的研究现状、核心挑战与未来发展趋势,为相关领域的研究人员提供清晰的理论图谱与前沿指引,文中对该领域内的一致性协议进行了全面、多维度的综述与展望。首先,从奠定该领域理论基石的几类经典线性时不变协议切入,深入剖析了其将单智能体观测-控制理论推广至网络化环境的设计哲学,并提炼出一个融合多种基础协议的通用分析框架。其次,以此为基点,遵循从基础理论到前沿应用的逻辑脉络,对为应对复杂现实约束而衍生出的各类高级协议进行深入探讨。这些协议包括:旨在消除对全局信息依赖的完全分布式协议、消除控制器间信息交换的攻击免疫协议；用于克服通信瓶颈的时延补偿协议；可实现更快收敛速度和更强鲁棒性的有限时间/预定时间一致性协议,以及旨在确保对抗性环境下系统可靠性的抗攻击与容错协议。最后,总结了当前一致性协议的研究成果与未来发展所面临的挑战,并展望了下一阶段的探索方向。结果表明,线性多智能体系统的一致性研究已形成较为完整的理论体系。然而,现有研究仍存在局限性,例如,针对多种挑战并存的复合型问题的统一理论框架尚不成熟,传统的基于模型的控制方法在应对高动态、强不确定性环境时适应性不足。结论认为,未来一致性研究的核心突破方向在于:构建能够融合处理复合型挑战的统一理论框架、深化数据驱动与学习型控制的理论与应用,以及推动研究范式从状态层面的“一致”向任务层面的“协同”演进。

摘要:普鲁士蓝（Prussian blue,PB）及其类似物作为一种经典的无机电致变色材料,以其成本低廉、着色效率高、颜色中性等优势,在智能窗、汽车天幕与低功耗显示等领域展现出巨大的应用潜力。本文系统梳理了PB基类似物的多色态变化电致变色机理, 阐述了水分子在电子转移过程中的作用,并综述了常用制备方法的特点及其适用性,在此基础上,重点概述了PB基复合材料的电致变色特性,以及在智能窗、汽车天幕及显示领域的应用,并展望了PB基电致变色材料在未来应用中面临的关键挑战与发展趋势。本文旨在为PB基类似物的性能优化与应用拓展提供理论参考与技术支撑,并展望其在未来智能光电领域的发展方向与潜在突破路径。

摘要:为满足现代高端装备对结构性能与轻量化的双重要求,异种金属材料的高可靠连接已成为先进制造领域的核心挑战之一。扩散连接作为一种先进的固相连接工艺,通过热-力耦合作用促使界面原子互扩散实现冶金结合,尤其适用于物理化学性质相差巨大的异种材料组合,在航空航天、新能源及核能等高端工业领域展现出不可替代的应用价值。本文系统综述了异种金属扩散连接的研究现状与进展。首先,依据材料组合的冶金相容性,将异种金属扩散连接体系分为3类:相容性良好体系（如异种钢、钢/镍等）、相容性差体系（如铜/铁、钨/铜等）,以及易生成脆性金属间化合物（intermetallic compounds, IMCs）体系（如钢/钛、钛/镍、铝/钢等）,并分别阐述了其连接机理与主要技术难点。其次,研究重点围绕钢、镍、钛、铜、铝、镁等关键工程材料的组合展开,深入探讨了如何通过工艺参数优化、工艺方法创新、中间层设计及表面预处理等策略实现对界面反应、IMCs生长及残余应力的调控作用。研究发现,选择合适的中间层（如Ni、Cu、Ag、高熵合金等）能够有效抑制有害IMCs的生成,并缓解热膨胀系数差异带来的热应力,从而显著提升接头性能；而表面纳米化等预处理技术可实现高质量低温连接,抑制材料热损伤。最后,本文展望了该领域的未来重点研究方向,包括界面反应动力学的多尺度模拟、低应力无缺陷新工艺开发,以及人工智能在材料设计与工艺优化中的应用,以期为推动扩散连接技术在高端工业领域的更广泛应用提供理论参考和技术支撑。

摘要:“双碳”目标背景下,城市水系统因其高能耗、高药耗、高碳排特征,成为碳足迹管控的重点领域,亟需探索低碳发展路径和可持续运维方案。为此,本研究聚焦饮用水厂、污水处理厂以及供排水管网等关键基础设施,梳理了城市水系统碳足迹的来源、特征和形成机制,总结了饮用水生产、污水处理以及供排水输送各环节碳减排的核心思路与可行策略。饮用水厂应从材料研发、工艺优化、智能管控及清洁能源替代等角度出发,重点控制其运行能耗及化学品用量；污水处理厂除以上措施外还需额外建设能源回收与资源利用模块,充分保障碳补偿策略的实施；供排水管网应以科学规划和布局为核心,源头水量削减、管道定期检修和动态压力调控为辅助,对输配水泵组能耗进行控制。最后,提出了协同推进碳足迹管控的实施框架与建议,为城市水系统的低碳转型与可持续发展提供理论与技术支撑。

摘要:聚合物基导电复合材料以其优异的导电性能、与基体结构协同变形的特性,以及原位监测功能在交通领域的研究和应用日益受到重视。为推动应用并厘清当前研究的关键问题和未来发展方向,综述了近年来聚合物基导电复合材料在交通领域的研究进展。首先,从材料组成与制备工艺入手,分析各种基体材料（聚丙烯、环氧树脂等）、导电填料（碳纳米管、石墨烯,以及金属颗粒等）对复合材料综合性能的影响作用,探讨了不同制备技术（溶液混合、熔融共混法等）对复合材料综合性能的调节作用。其次,综述了聚合物基导电复合材料的性能测试,分析其温敏和力敏等功能特性随温度场、力场等复杂环境因素的影响规律。随后,探讨了聚合物基导电复合材料的导电机理,重点分析如何通过不同的导电填料分散和相互作用来实现导电性增强。最后,介绍了聚合物基导电复合材料作为传感器的实际应用,探讨其在交通基础设施以及智能交通管理等方面的应用实例及其实际效果。基于当前研究成果与技术挑战,可以看出,聚合物基导电复合材料在交通领域广泛应用的可能性和潜在的发展空间,同时,也需要注意聚合物基传感器在耐久性和实用性等方面仍存在一定的技术难题和提升空间。

摘要:为推动二维过渡金属碳氮化物MXene材料在交通领域的应用,文中系统梳理了MXene的制备方法、材料分类及其在交通领域的研究进展,详细介绍了氢氟酸刻蚀法、原位生成氢氟酸刻蚀法、熔融盐刻蚀法、电化学刻蚀法,以及碱刻蚀法等在内的多种合成手段,深入探讨了多孔凝胶结构、薄膜、织物与球形颗粒等构型设计策略对材料多功能协同的调控机制,全面总结了MXene材料在开发高效光热除冰道路涂层、提升交通基础设施防腐蚀性能以及构建轻质高性能电磁屏蔽交通材料等方面的突破性应用。研究表明:MXene材料通过多维结构设计,可实现73.1%的超高光热除冰效率、金属腐蚀速率下降2个数量级、电磁屏蔽效能突破10⁵ dB·cm²·g^-1,但其在交通领域的规模化应用仍面临绿色制备成本高、长期稳定性不足,以及缺乏智能响应的难题,未来研究可聚焦智能响应与自适应功能的开发,以推动MXene材料从实验室阶段迈向实际工程应用。本研究可为推动交通基础设施智能化升级与绿色可持续发展提供系统性的理论参考与技术支撑。

摘要:癌症、心脑血管疾病、神经退行性疾病等重大疾病的防控是现代医学的核心挑战,其精准诊疗高度依赖对医学影像、电子病历、基因组学等多源异构信息的综合研判。然而,传统单模态分析方法存在信息孤岛,难以全面刻画疾病的复杂生物学机制与临床表型。为应对此挑战,本文系统综述了多模态大模型在重大疾病防控中的研究进展。文中对多模态大模型在重大疾病领域的研究进展进行了全面综述。首先,概括了以Transformer为核心的技术范式,阐明其融合多模态医疗数据的底层架构与协同机制。其次,系统介绍了该模型在早期诊断、精准分型、预后预测等核心临床场景中的应用现状,并深入剖析其技术潜力与实证价值；进而,归纳总结了当前面临的数据异构性、模型“黑箱”问题、伦理法规与数据安全等共性挑战。最后,展望了未来发展趋势,重点提出了面向临床任务的专用模型优化、因果推理与可解释性增强、联邦学习与隐私计算以及人机协同智能诊疗等关键突破口。本综述旨在为科研人员、临床医生与政策制定者提供系统性参考,推动多模态大模型在重大疾病防治中的转化落地,赋能精准医疗高质量发展。

摘要:在自动驾驶系统向通用智能演进的过程中,世界模型作为一种可对环境进行内在建模、推演与预测的认知引擎,正成为突破传统感知决策范式瓶颈、应对长尾场景的关键技术路径。为系统梳理世界模型在自动驾驶领域的研究进展与关键问题,探讨其推动通用智能驾驶落地的技术路径,文中对自动驾驶世界模型的研究现状与发展趋势开展了系统性综述。首先,阐明了世界模型的基本概念及其在自动驾驶中的核心功能,归纳了其主流技术架构,进而对比分析了各类范式的优势与不足。其次,总结了世界模型在3大关键应用方向的最新进展 —— 未来场景生成与理解、端到端驾驶策略学习、数据驱动的闭环仿真系统,揭示了其在提升系统前瞻性与交互理解能力方面的实际价值。最后,系统整理了世界模型的评估指标与公开数据集的适用范围,为后续分析其技术挑战奠定了基础。结果表明:尽管世界模型在多尺度时空表征与复杂场景生成方面已取得阶段性突破,但在物理规律遵从性、安全可信推理、长时序稳定性及轻量化部署等方面仍存在显著挑战。据此,建议未来研究应重点关注高效计算架构、长时程生成一致性、不确定性建模及融合物理知识的自监督表征,以推动世界模型在各类交通场景中有效发挥作用。

摘要:喷管作为火箭、导弹发动机的核心构件,其复合材料预制体的成形工艺直接影响产品的性能和可靠性。针对复合材料可设计性强、种类繁多,导致喷管预制体成形工艺多样,且缺乏系统性归纳的问题,本文系统梳理了一维缠绕、三维针刺、三维编织3种典型成形工艺,对比分析了各工艺的核心原理、技术特性,深入探讨了成形质量的关键影响因素及不同工艺的优势与局限,明确了各类工艺适宜制造的零部件预制体类型,并展望了未来复合材料喷管成形工艺的发展趋势。本研究可为火箭复合材料喷管预制体成形工艺的科学选型提供参考,为复合材料在航空航天动力高端装备领域的高性能应用提供技术支撑,助力先进飞行器动力系统实现升级迭代。

摘要:常规布局飞行器的数据库构建通常采用来流维度全采样,由于各个舵面距离远、干扰弱,常采用叠加舵效增量的策略,避免了舵面组合的全维度采样。但飞翼布局飞行器舵面间的气动干扰强、舵面数量多,考虑舵面间干扰的全维度采样工程代价极高。为攻克在少量舵面组合样本约束下,构建考虑舵面间非线性干扰的气动力模型这一飞机设计的主要难点。首先,针对迎角采样稠密的重要特征（如风洞吹风）,提出了融合卷积神经网络（CNN）与工程模型的气动力智能建模方法。其次,以低速飞翼后缘3组舵面组合偏转的气动力为研究对象,运用CFD方法获得单/双舵偏的气动力数据。最后,采用组合舵效与相邻舵间干扰量线性叠加方法构建低精度工程模型,再通过引入迎角序列建模机制,运用卷积神经网络进一步表征舵面间与迎角维度的非线性干扰效应。结果表明,所提方法相较于工程模型,精度提升约40%；与未嵌入工程模型的直接深度神经网络模型相比,其预测误差标准差降低50%以上。本研究显著提高了飞翼布局飞行器在大迎角、大舵偏下的强非线性气动建模的准确性与稳健性。

摘要:为深入揭示连续纤维增强陶瓷基复合材料基体裂纹演化的微观机理,系统研究了基体初始裂纹以及界面性能、残余应力、径向应力等对基体开裂应力的影响规律。首先,基于简化库仑摩擦模型,综合考虑库仑摩擦以及泊松效应、残余应力、径向应力等对摩擦力的影响,解析推导了纤维桥连应力-裂纹张开位移关系。其次,运用断裂力学方法,通过裂尖应力强度因子分析建立了开裂应力理论模型,分析了开裂应力与基体初始裂纹长度之间的定量关系。最后,讨论了基体断裂韧性、界面摩擦系数等材料性能以及环境温度、径向应力等外部条件的影响。结果表明,长初始裂纹在低应力水平下扩展,短初始裂纹在高应力水平下扩展,初始裂纹长度的分布决定了基体裂纹演化过程；此外,除了提高基体断裂韧性、界面摩擦系数和界面脱粘能以外,施加径向压应力也能显著提升基体开裂应力。因此,在连续纤维增强维陶瓷基复合材料结构设计中应充分考虑径向应力的影响,并尽可能使径向处于压应力状态,以抑制裂纹扩展,提升结构性能。

摘要:无人机集群已经在俄乌冲突等现代战争中常态化运用,成为对敌打击和侦察的重要力量。面向未来海上无人集群智能作战需要,亟须研究无人机集群在对抗环境下的密集障碍规避、非合作目标协同绕飞与三维重建的问题。为提升无人集群在复杂海上环境中的自主感知与协同建模能力,提出一种面向动态环境的集群智能规划与三维重建一体化方法。首先,在协同轨迹规划阶段,提出了基于领航者的无人机协同跟踪方法,领航机负责实时锁定并跟踪战舰等高价值非合作目标,僚机通过队形保持机制维持编队稳定。其次,当遭遇无人集群移动障碍时,通过路径重规划与机动动作实现威胁规避,并在安全通过后迅速恢复目标追踪。最后,在无人机集群抵近兴趣目标后进入动态三维重建阶段,设计了多无人机协同绕飞与三维重建方法,实现对非合作机动目标的多视角观测与动态三维重建。通过海上仿真试验表明,文中所提出的方法使得无人机集群在复杂对抗环境下自主完成对战舰的实时跟踪与高效重建,能够兼顾任务完成率与飞行安全性,为无人机集群在未来战场的侦察监视和情报获取任务提供了有效方案。

摘要:为解决航空发动机转子螺栓止口连接结构在高转速、多载荷激励下动力学特性精确表征难题,文中提出一种考虑多螺栓止口连接的转子动力学建模方法,系统揭示连接界面对转子固有特性、临界转速及不平衡响应的影响。首先,通过SOLID186实体单元构建轮盘与转轴,COMBI214单元模拟轴承,MATRIX27单元表征含拉伸/横向/弯曲/扭转多维刚度的连接界面,结合MPC接触算法实现装配面自由度耦合,建立了高精度动力学模型。其次,搭建了含多处螺栓止口的转子测试平台,采用超声波预紧力测试、模态测试及激振实验,获取螺栓预紧力、不同边界下固有特性以及定频/扫频激励下的振动响应,验证了模型的有效性。最后,分析了螺栓止口连接对转子系统临界转速及不平衡响应的影响。结果表明:螺栓止口连接界面显著影响转子自由模态,忽略界面刚度会导致固有频率过度预估；在轴承支承状态下,螺栓止口连接界面对平动和俯仰模态影响较小,对弯曲模态影响较大,并显著影响与弯曲模态对应的临界转速；不平衡响应中,弯曲模态振幅因界面刚度损失而明显增大,2~3阶临界转速区间出现横向/转角位移不连续现象。该研究为航空发动机转子连接结构设计优化提供理论支撑。

摘要:为研究循环荷载作用下土体层间中常见的渗流侵蚀特性,揭示水-力耦合作用下的接触侵蚀的细观机理,考虑循环荷载幅值的影响,建立了一种基于计算流体动力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的土体接触侵蚀三维计算模型。首先,分析了不同循环荷载作用周次内的颗粒运动规律与空间分布特征。其次,探讨了由于颗粒侵蚀引起的宏观变形响应特性。同时,选取两个局部变形区域,研究了两种典型的颗粒迁移模式。最后,结合力链分析,讨论了侵蚀过程中的颗粒接触力学演化机制。研究结果表明:在一次循环荷载作用的过程中,加载导致的粗颗粒层挤压与卸载产生的应力松弛均是导致细颗粒发生迁移的主要因素；循环荷载作用会使得土层接触面处产生剧烈的颗粒迁移运动,进而导致试样产生较大的轴向变形,同时渗流场会产生向上的水力梯度以促进细颗粒发生泵送迁移。存在一个幅值阈值,当循环荷载幅值超过该阈值后,土体迅速密实,引起侵蚀变形减弱。

摘要:建筑平面图的生成与编辑是建筑智能设计中的关键环节,需要兼具灵活性与设计效率。针对现有方法过度依赖信息输入、缺乏交互性以及难以实现局部精确编辑等问题,文中提出ChatHouseDiffusion模型。该方法首先通过大语言模型将用户自然语言输入解析为结构化JSON提示信息,继而利用Graphormer捕捉房间之间的拓扑关系,最后通过扩散模型在房间轮廓约束下生成满足条件的建筑平面图。研究结果表明:在编辑阶段,借助交叉注意力图的替换机制可以实现对局部区域的精确修改,避免整体重构。 基于RPLAN数据集的测试表明,ChatHouseDiffusion在微平均交并比（Micro-IoU）和宏平均交并比（Macro-IoU）两项评价指标上均优于现有模型,尤其在使用准确输入条件时,其生成结果与真实标注高度一致,展现出良好的实用性与泛化能力。该模型不仅严格遵循用户要求,更能通过交互功能实现更直观的设计流程,为智能化建筑平面图设计提供了新的技术路径。同时基于该方法开发了一个支持绘图、文本输入与交互式编辑的可视化设计平台,提升了建筑平面图设计的实用性与可操作性。

摘要:为强化反硝化除磷技术中反硝化聚磷菌(DPAOs)与反硝化聚糖菌(DGAOs)的协同作用,实验设置3组同规格SBR反应器R1~R3,以n值分别为1、2、3的周期性好氧/缺氧(O/A)_n曝气模式运行同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统,通过对比3组反应器70 d的运行情况,探究各系统污染物处理性能和功能菌活性。结果表明:在厌氧阶段内碳源储存量相似的条件下,采用(O/A)₃运行的R3反应器在第71天的出水TN、TP 和COD去除率分别达89.38%、91.78%和90.20%,表现出最佳的污染物去除效果,缺氧阶段的TP去除率也更高；典型周期显示,第70天3组反应器最后一个好氧段末NO-₂-N占总氮的质量分数分别为42.41%、49.83%和52.33%,证实提高(O/A)_n运行的n值后,系统亚硝酸盐转化率(NTR,R_NT)提高；污泥特性分析表明,R3反应器中MLSS和MLVSS增长平稳,SVI值较低,单位VSS EPS质量分数在第70天达85.27 mg/g,显示出良好的污泥结构和沉降性能；微生物群落分析显示,R3中DPAOs和DGAOs的相对丰度更高,表明增加(O/A)_n的曝气周期有利于功能菌的富集;提高(O/A)_n运行的n值可以有效增强DPAOs和DGAOs的协同作用,提高SNEDPR系统的脱氮除磷效率,并减少对外部碳源的依赖。

摘要:海上风电机组的大型化使得浮式风机在恶劣海况下服役时面临的振动问题日益严重,其复杂的流固耦合机制以及多模式振动特性,让仅能针对单一振动频率调谐的传统被动减振装置存在局限。为此,提出利用具有宽频减振特性的非线性能量阱(NES)对张力腿浮式风机(TLP-FWT)进行振动控制,以探索适用于多模式振动控制的新型减振策略。首先,基于达朗贝尔原理建立TLP-FWT-NES动力学模型,并采用Leven-Marquardt算法对模型参数进行修正。随后,结合网格搜索与贝叶斯优化方法对NES参数进行优化,并与调谐质量阻尼器(TMD)的性能进行对比分析。最后,利用OpenFAST在多种海况下进行全耦合数值模拟,对NES的减振性能进行综合评估。研究结果表明:NES相较于TMD对自身刚度参数变化更具鲁棒性；NES通过共振俘获级联机制能够实现多阶振动能量的捕获与转移,且高阶振动作为控制目标时其多阶振动控制性能更为显著；全耦合数值模拟表明在极端工况下二者均能有效抑制结构振动响应,然而在单一振动频率控制场景下,NES的减振性能并不优于TMD。该研究成果为探索浮式风机的多模式振动控制提供了新的思路,对提升大型浮式风电机组在复杂海况下的运行安全性与结构可靠性具有一定参考价值。

摘要:钠冷快堆 (SFR) 作为一种先进的核反应堆,使用液态钠作为冷却剂,依靠快中子进行核裂变,具有非能动安全特性。但是,当发生严重事故时,可能会导致堆芯熔化。为提高SFR在严重事故下的安全响应性能,文中提出使用ATHLET程序对SFR在严重事故下钠池各位置的温度进行安全分析。首先,对SFR堆芯结构进行合理简化,在模型搭建基础上划分节点图。其次,采用ATHLET程序模拟计算SFR的堆芯熔化事故,输入熔融物衰变热与冷池/热池独立热交换器 (DHX) 功率等关键参数。最后,根据模拟结果分析了分别位于冷池/热池的4台DHX的不同运行状态对SFR主要区域热工参数的影响。结果表明:热池DHX的关闭会使下冷池与下腔室之间的流道出现逆流,下腔室下降段温度大幅升高,而冷池DHX的关闭工况会使SFR各部分区域冷却剂的温度都显著升高。相较之下,冷池失去一台DHX的运行对严重事故下的SFR更为危险,严重事故时应保证冷池的两台DHX都处于运行状态,及时排出堆芯熔化热量。综上,文中针对DHX在堆芯熔化事故下作用的研究结果能够为SFR结构设计优化和热工水力模型验证提供参考价值。

摘要:面向在轨目标的天基逆合成孔径雷达（ISAR）成像是空间态势感知（SSA）的一项关键支撑技术。传统的二维距离-多普勒（RD）图像虽可部分揭示目标的散射特性,但其本质缺乏预测轨道机动和实现非合作目标识别所必需的三维几何信息。而现有基于图像序列的多视角重构方法在天基应用场景下存在固有局限:天基平台与目标卫星间的相对轨道运动会造成有效观测时间受限与成像投影平面不稳定的问题。为应对上述挑战,提出一种可变观测模式的目标重构算法。首先,该算法直接利用各特显点距离徙动（RM）轨迹中蕴含的目标结构信息,规避了易引入误差的图像配准过程。其次,推导了二维与三维旋转模式下距离徙动轨迹的表征模型,并提取了用于旋转模式分类的判别特征。最后,提出一种基于高阶多普勒系数估计的高精度距离徙动估计技术；对于不同的旋转模式,结合截断核范数正则化的因式分解方法可实现受观测误差影响时的二维或三维目标重构。仿真结果表明,所提空间目标重构算法可有效实现散射点提取以及距离徙动矩阵重建,进一步实现距离徙动矩阵的正则化收敛,从而获得不同旋转状态下空间目标重构结果,验证了所提算法的有效性与灵活性。

摘要:单细胞转录组测序（scRNA-seq）与T细胞受体免疫组库测序（scTCR-seq）是解析免疫细胞特性的两大关键技术,分别从基因表达和抗原识别维度揭示免疫系统的复杂性。然而,传统分析方法多局限于单一模态,难以有效整合两个组学所提供的互补信息。为突破这一局限,实现跨组学数据的高效融合,提出一种新型的数据整合架构scRTIA（single cell RNA and TCR integrative analysis）。该模型基于深度学习理论,以多模态变分自编码器与Transformer为核心架构,将scRNA-seq基因表达矩阵与scTCR-seq的TCR序列特征协同嵌入统一的低维潜在空间,从而构建出能同时保留转录组特征与免疫组库信息的融合细胞表征。在真实数据集上的实验验证表明,scRTIA所构建的细胞表征在细胞亚群识别方面表现出显著优越的分辨能力,能够发现传统方法难以识别的、具有特定功能状态的稀有T细胞群体。本研究通过有效深度融合转录组与免疫组库信息,突破了单模态分析的瓶颈,实现了对T细胞身份和功能的多维度刻画,在免疫相关疾病研究和精准医疗领域具有应用价值。

摘要:GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》验算有不平衡弯矩的板柱节点受冲切时,基于弹性理论计算等效集中反力,将其按仅承受竖向荷载作用的板柱节点进行受冲切承载力验算。但已有研究表明,有不平衡弯矩的板柱节点达到受冲切承载力极限状态时,其临界截面上的剪应力具有塑性特征。为解决弹性理论未考虑板柱节点塑性行为的问题,提出考虑塑性对剪应力影响的有不平衡弯矩板柱节点受冲切承载力计算方法。首先,为衡量有不平衡弯矩板柱节点发生冲切破坏时的临界截面剪应力的塑性发展程度,将按弹性方法计算得到的有不平衡弯矩板柱节点发生冲切破坏时的临界截面最大剪应力与仅竖向荷载作用板柱节点发生冲切破坏时的临界截面极限剪应力之比定义为塑性发展系数。然后,通过分析收集到的76组竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的板柱节点冲切试验数据,发现塑性发展系数随混凝土轴心抗拉强度的提高呈下降趋势,而随不平衡弯矩产生的偏心剪应力与竖向荷载产生平均剪应力之比的增大呈上升趋势。并以混凝土轴心抗拉强度和剪应力之比为两个横坐标,以塑性发展系数为纵坐标,拟合得到了三者的关系。最后,根据拟合得到的塑性发展系数计算公式,将有不平衡弯矩板柱节点的等效集中反力计算方法过渡到塑性理论。

摘要:道路病害目标普遍具有形态不规则、细节微弱、小目标密集和尺度跨度大的特征,传统检测头在空间建模、尺度感知与语义共享方面存在不足,难以兼顾检测精度与计算效率。为此,以YOLOv11为基础,提出3种轻量化检测头结构优化方案,构建了兼顾高效性与适应性的道路病害智能检测框架。其中,DyHead模块通过引入多维注意力机制实现动态特征建模,显著提升了尺度与空间感知能力；LSCD结构采用轻量共享卷积设计,在保持特征表达能力的同时实现参数量减少30%、FLOPs降低22%,有效改善模型的部署性能；GLSA模块融合全局局部空间注意力机制,提升了模型对复杂结构特征的判别能力与多尺度适应性。研究结果表明:3种改进模型在精度与效率上均取得显著优化,其中DyHead在mAP@0.5上提升至64.95%,LSCD在资源受限条件下表现最优,GLSA在综合性能方面最为均衡。研究成果为道路病害检测模型的轻量化设计与嵌入式部署提供了新思路,对智慧交通基础设施的智能运维具有重要的工程应用价值。

摘要:为揭示多源基质沥青自身“基因”特征与其性能之间的内在构效关系,选取10种不同油源的常用基质沥青,通过对基质沥青的宏观性能（三大指标等）、化学组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质含量）及元素组成进行系统分析,结合组成分试验与相关性分析,揭示了胶质沥青质比I_R/A与135 ℃旋转黏度极强相关,而胶质R/芳香分A只与老化后软化点存在强负相关关系等等。进一步结合凝胶渗透色谱测试结果,发现分子量分布特征与四组分间协同作用显著影响沥青流变行为,其中重均分子量与老化后延度存在强的负相关性。分布宽度指数与针入度指数PI、老化后软化点、标准黏度和135 ℃旋转黏度存在强或极强的正负相关性。这表明分子量分布越宽,沥青的温度敏感性和黏度越高,而延展性降低。通过回归分析进一步验证了四组分、分子量参数对宏观性能的影响,并得出了这些“基因”特征与沥青性能之间的构效模型,通过“基因”特征指标预测相应的性能指标。研究结果为将来实现沥青材料的精准设计与性能预判提供了理论依据。