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科学研究
特色研究成果
可穿戴人体运动能量俘获与转换系统的理论与实验研究
更新时间：2025-04-29
本项目围绕可穿戴俘能器的共性科学难题，开展人体运动能量俘获的全面研究。根据频率转化方法设计了高效俘获人体运动能量的升频俘能器并揭示了俘能器频率转化的动力学机理，解决了人体低频、强非线性和随机性的运动能量俘获的难点问题；提出非线性动力学-电路的机电耦合一体化高精度电路设计方法和不同换能方式共存下的多源电流协同收集，实现高精度机电转换和异构多源电流的协同收集；设计了步态识别深度学习模型，实现人体多种运动行为时的步态分类识...
基于深度学习的复杂流场特性预测方法
更新时间：2025-04-29
本方法利用基于距离场的叶型参数化方法来描述叶片的形状，不仅能有效表达叶片的几何特征，还能够捕捉形状的细微差别，提升模型对复杂结构的学习能力；基于深度学习方法，分别预测了叶片表面的气动压力以及叶片周围流场的压力值；可以用于分析叶片内部因素及不同工况对压气机叶片气动力的影响，以及航空发动机流场特性的实时预测和优化。
航空发动机旋转叶盘振动特性分析
更新时间：2025-04-29
本研究为了改善集中参数模型的适用性，利用状态空间的能控能观性分解推导出叶盘系统的最小实现模块化模型，为系统性建模提供了通用框架；提出了由等效刚度优化环、等效阻尼优化环和模态权值优化环相互嵌套而组成的整体式叶盘三闭环等效建模方法，弥补了集中参数模型缺少系统性建模方法的缺陷；发展了双向流固耦合的高精度整体式叶盘分步等效建模方法，为整体式叶盘系统的建模、机理研究和振动特性分析提供了理论支持。
随机时滞激励作用下航空发动机转子的动力学特性研究
更新时间：2025-04-29
本研究紧扣国家航空航天领域重大战略需求，聚焦航空发动机核心部件动力学性能提升的关键技术瓶颈，深入开展随机时滞激励作用下航空发动机转子动力学特性研究。针对传统模型难以准确描述复杂激励下转子动态响应的理论局限，建立了考虑随机时滞效应的转子动力学模型；围绕高推重比发动机转子在极端工况下振动失稳的预测难题，构建了随机时滞与非线性因素耦合作用下的转子稳定性分析框架。上述成果为转子系统结构优化设计提供了重要理论依据，有效填补了随...
叶片的防冰优化设计以及结构–气动一体化设计
更新时间：2025-04-29
本研究计及风轮旋转效应进行空气流场、水滴收集率、传热传质和冰形的计算，构建旋转叶片的结冰模型。利用曲线拟合描述霜冰和明冰的冰形特征，建立结冰钝尾缘翼型型线控制方程组，构建以光滑和结冰时多个位置翼型的升阻比最大为设计目标的多目标模型，提出钝尾缘翼型防冰优化设计新方法。采用钝尾缘优化前后的翼型建立复合材料叶片结冰参数化模型，进行气动性能、流场特性以及结冰敏感性分析，并利用数值计算和粘土模拟冰形的结构动力学实验研究静、动态...
仿生结构的设计、优化及力学性能研究
更新时间：2025-04-29
本研究面向航空航天领域轻量化结构设计的重大需求，致力于提高曲面仿生结构优化设计、性能分析等的效率。考虑夹层结构模态行为的影响优化芯层的等效力学参数，进而提出一种曲面仿生蜂窝夹层结构的等效模型建立方法。建立曲面仿生蜂窝夹层结构的等效力学模型，计及模态行为影响优化了等效力学参数，研究等效力学参数优化对曲面仿生蜂窝夹层结构等效模型精度的影响。研究解决了因面板-芯层间的相互作用以及等效过程中的简化而造成的等效力学性能误差问题...
航空救生
更新时间：2025-04-29
本研究是保障飞行人员及乘客安全的重要研究领域，主要聚焦于事故应急逃生与生存保障技术。具体研究包括：(1)‌个体防护装备‌，开发抗冲击、阻燃、轻量化的救生服与供氧系统、飞机救生衣，提升复杂环境下的生存能力；(2)‌应急生存系统‌，集成定位信标、应急物资和医疗设备，强化野外或海洋环境中的自救与搜救协同；(3) ‌人机工效与生物力学‌，研究冲击载荷对人体及救生衣系统的影响，优化约束系统与姿态控制，减少冲击损伤；(4)‌智能救生技术‌，利用AI算...
计及变刚度模型的多间隙太阳能帆板动态研究
更新时间：2025-04-29
本研究面向军民两用科技创新需求，着眼航天设备多间隙变刚度动力学问题研究。提出了考虑时变刚度、阻尼系数碰撞力模型条件下含间隙太阳能内、外帆板运动可靠性分析方法，解决了建立含多间隙运动副航天器复杂间隙碰撞模型的难点问题；构建动态切向摩擦力参数与时变刚度、阻尼系数法向碰撞力模型的关系函数，为含滞滑效应及动态摩擦系数的切向碰撞力模型分析提供了理论支撑；基于Kane动力学建模方法，建立多间隙条件下含改进碰撞力计算方法的动力学模型，...
含间隙空间站机械臂动力学分析与磨损研究
更新时间：2025-04-29
本技术以含间隙空间站机械臂机构为研究对象，分析运动副磨损对机构运动输出精度的影响，结合Lankarani-Nikravesh接触碰撞力模型与LuGre滞滑摩擦力模型对机构进行动力学建模，建立磨损深度与穿刺深度、刚度系数的关系函数；探究不同间隙条件下，系统的动态响应特征；将虚拟样机计算结果与Archard模型相结合，分析不同条件下运动副的磨损情况，重构非规则间隙表面，求解磨损对系统动态响应的作用。
随机动力学的工程应用
更新时间：2025-04-29
本研究致力于用理论和人工智能的思路处理随机振动在能量采集模型中的应用。一方面借助经典的随机平均法等经典理论处理方法求得模型的动力学方程的简化伊藤方程，得到系统的漂移系数和扩散系数，在此基础上得到了稳态概率密度。另一方面应用人工智能领域的神经网络思想，采用径向基神经网络对原始振动方程的fpk方程建立误差函数，用最小二乘法得到基函数的最佳权重，从而能精确的拟合出中低维随机振子的响应。尤其对具有惯性非线性、刚度非线性、滞后非...
金属激光增材制造技术的仿真与实验研究
更新时间：2025-04-29
围绕IN718多层多道激光增材制造开展熔融沉积实验，并开发三维多相流和晶粒生长数值模型，研究熔融沉积动态过程，分析熔池传热传质行为及特征，探究温度梯度分布和流场分布对沉积层晶粒生长演化的影响，为激光增材加工中熔池流体动力学行为和沉积件显微组织生长特征及其力学性能改进提供新见解。
人体膝关节运动生物力学的数值研究
更新时间：2025-04-29
膝关节作为下肢股骨和胫骨间关键连接部分，承载人体约80%重量，是实现人体各项运动的重要支撑。在日常活动和体育运动中，对于膝关节半月板等其内部各组织的损伤和防护非常重要。本研究采用有限元数值模拟方法，结合人体膝关节医学影数据信息，构建真实膝关节肌骨生物力学模型，将人体运动时捕捉到的运动学和动力学信息作为模型驱动数据，分析膝关节内部软硬组织相互作用以及局部组织应力或应变分布，直观评估和预测肌骨内部生物力学响应，探究膝关节运...