阅读排行吸气式高超声速飞行器进气道存在边界层转捩、流动分离、及激波/边界层干扰等复杂流动现象，对这些复杂流动现象的深刻认识及有效控制是实现高超声速飞行器有效工作与性能提升的关键。首先对超声速进气道内的被动和主动流动控制技术的研究进展进行综述，对其在超声速进气道激波/边界层流动控制的使用效能及其缺点进行了描述。同时，随着高超声速飞行器研制向宽速域、大空域及高马赫数方向迈进，以往传统的进气道主、被动流动控制技术难以满足高超声速飞行器在宽域工作条件下的性能随控需求，继而以等离子体为代表的多场耦合控制方式成为当前超声速进气道流动控制的研究热点。然而，限于现有的试验测试手段难以开展超声速等离子体激励激波/边界层相互作用的精细流动控制机制研究，仍存在许多值得探讨的地方，文章在综述的同时对下一步研究提出相关建议。
探究扁平足业余跑步爱好者在不同运动表面跑步时的足底压力特征。
选取15名经足印法和Novel emed ® 3D足底扫描仪确诊的扁平足业余跑者（足弓指数≥0.6）及15名正常足对照者，使用Pedar-X 1.0足底压力测试系统，在受试者以自配速（4~6 m/s）于3种运动表面完成多次直线跑步测试时，同步采集最大足底压力、接触面积、峰值压强、压力-时间积分及总力冲量，通过重复测量方差分析比较组间差异。
扁平足组的足跟区（M3）和足中区（M2）压力显著高于正常足（P<0.05），前外侧区（T3）压力显著低于正常足（P<0.05）。扁平足全足底接触面积均大于正常足（P<0.05），足中区（M2）差异最显著（P<0.01），弹性表面差异略缩小但仍显著。前足区（T1~T3）正常足显著高于扁平足（P<0.05），塑胶跑道足中区（M2）扁平足压强反超正常足近4倍（P<0.01）。扁平足足中区（M2）的压力-时间积分与总力冲量均显著高于正常足（P<0.01），前外侧区（T3）则显著低于正常足（P<0.05）。
扁平足跑步时足底压力呈现“足中区过载、前外侧发力不足”的特征，硬地面加剧瞬时冲击，弹性表面放大负荷累积。建议扁平足跑者优先选择中等弹性表面，搭配足弓支撑装备以降低损伤风险。
现有高速列车所用的抗蛇行减振器为被动式的油压减振器，其阻尼特性无法根据车辆服役状态和运行环境的变化而调整，使车辆的平顺性和稳定性无法适应车况和环境的变化。基于磁流变技术的半主动式减振器结合智能控制技术可以解决这一难题。本研究根据高速列车抗蛇行减振器的技术要求和磁路要求设计了一种三线圈的磁流变阻尼器。首先建立了磁力耦合仿真模型，然后对阻尼器内部的磁场分布、流场状态以及压力分布进行仿真，并测试了不同电流、振幅和频率以及线圈通电方式下的阻尼性能。结果表明，该阻尼器的磁路设计合理，符合抗蛇行减振器的技术要求，其最大出力可达到46 kN，可调动态系数为28。此外，针对线圈间存在的磁耦合现象进行探讨，发现0.69倍线圈宽度的间距是该阻尼器的临界距离，远离这个距离会导致有效阻尼通道处磁场分布不均匀，这种磁场的改变会随着磁回路中某个部分达到磁饱和而停止。
随着民用客机设计技术的发展，当今客机设计的重点开始从结构安全性向客舱舒适性过渡，振动舒适性是其中的重点因素之一。从民机乘员振动舒适性角度出发，开展了某型客机在空中巡航、低空飞行、及跑道滑跑3种运行工况下的振动传递路径试验，基于试验数据搭建了振动传递路径模型，并研究了影响客机振动舒适性的关键因素，得出了以下结论：空中巡航、低空飞行工况，客舱内振动响应主要来源于发动机转子基频和二倍频处激励与结构耦合；跑道滑跑工况，客舱内振动响应主要来源于低频范围（特别是50 Hz）左右主起落架激励与结构耦合。此次试验不仅为客机客舱的减振、隔振设计提供了依据，还填补了国内以客机全机为对象的振动舒适性测试、验证平台的空白。
为了在细观层面上研究骨料不规则程度对混凝土力学性能及破坏形态的影响，采用Python程序二次开发了ABAQUS生成尖锐程度不同的随机分布骨料模型，分别建立零厚度cohesive单元与可变厚度的实体界面过渡区（interface transition zone，ITZ）。首先通过改变网格尺寸和加载垫块与混凝土间的摩擦系数确定合适的参数，并与实验对比验证模型的可靠性，随后分析2种ITZ建模方式的优劣，最后对三维细观混凝土模型进行单轴受压模拟，从应力-应变曲线、破坏形态、能量耗散方面进行分析。结果表明：零厚度cohesive ITZ与实体厚度ITZ模型都可预测混凝土抗压强度，具有实体厚度的ITZ模型的应力-应变曲线及破坏形态与实验更加贴合；混凝土破坏形态受骨料形状参数影响明显，球形骨料模型内部与表面均为贯穿式裂缝，多面体骨料模型应变能较大，混凝土内部微裂缝较多，容易受压破坏成更多的碎块；随着骨料不规则程度的增加，混凝土抗压强度略有提高但峰值应变不受影响。
面向大功率海上风电支撑结构抗扭承载力需求，研究了大空心率、大锥度和超限径厚比圆锥形中空夹层钢管混凝土（tapered concrete-filled double skin steel tubular，TCFDST）构件的扭转受力全过程机理，该类构件扭矩-转角曲线可划分弹性、弹塑性、塑性强化和破坏4个受力阶段；阐明了关键因素对TCFDST构件极限扭矩和刚度的影响规律，其中空心率、钢材和混凝土强度与扭矩和刚度呈正相关，内、外钢管径厚比对扭矩和刚度呈负相关，轴压比小于界限值时与承载力和刚度呈正相关，反之呈负相关；提出了“双薄壁分层筒”理论用于计算TCFDST构件扭矩-转角全过程曲线；结合我国规范和文献有关扭转承载力计算公式，建立并验证了适用于圆锥形和直筒形中空夹层钢管混凝土构件抗扭承载力计算的分层积分法，分析了不同方法计算压扭相关性（N-T）曲线的差异性。研究结果可对大空心率、大锥度及超限径厚比的圆锥形中空夹层钢管混凝土构件在风电工程的工程应用提供有益参考依据。
近十年来，民航飞机的重着陆事故引起了广泛关注，约1/3的民航飞机安全事故与着陆相关，其中重着陆事故几乎占着陆事故的1/5。重着陆不仅对飞机结构造成损害，严重时甚至会导致飞机毁坏或人员伤亡。然而，关于重着陆的统计数据仍不足。本研究通过定量标准、仿真分析和机器学习方法，系统研究了重着陆的判定标准及其对飞机结构的损伤模式，并通过对波音737、空客A320等主流机型过去十年内53起典型重着陆事故进行了详细统计与分析。研究结果表明，重着陆事故通常会对飞机的起落架、机身、机翼等关键部件造成不同程度的损伤；不同类型的重着陆事故对飞机结构的破坏程度差异显著。
高超声速飞行器在飞行过程中，面临着极高的气动阻力和加热作用，对飞行安全和稳定造成威胁。采用灰色田口法开展构型参数对高超声速飞行器减阻降热性能影响的研究，以减阻杆长径比、气道直径比、气动盘直径比、侧喷角为尺寸因子，飞行阻力、钝体峰值压力系数、斯坦顿数为响应目标进行正交试验，通过计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）数值计算获得响应结果。研究表明：飞行阻力受减阻杆长径比的影响最显著，受侧喷角的影响最小。对于钝体峰值压力系数和斯坦顿数，尺寸因子表现出相同的影响等级，两者受到气动盘直径比的影响最显著，其次是减阻杆长径比。增加减阻杆长径比和气动盘直径比均能提升飞行器的减阻降热综合性能，但提升效果随着尺寸的增大逐渐减弱。相比于正交设计的最优构型，采用灰色关联法优化出的最佳构型综合性能提升了4.6%。
通过使用光滑有限元法（cell-based smoothed finite element method，CS-FEM）来提高膝关节有限元模型中网格的质量与效率。
在传统有限元法的基础上引入梯度光滑技术，采用基于单元的光滑有限元法（CS-FEM）对膝关节有限元模型进行网格划分，对比传统有限元法与CS-FEM实验数据的精确性。
CS-FEM较传统有限元法更加精确且减少了网格划分的复杂度，同时降低了单元数量，使得求解过程更加高效。
传统有限元法（finite element method，FEM）方法由于其应用广泛和成熟性，在处理相对简单的几何结构和线性材料时具有较高的计算精度和稳定性。然而，在复杂结构和非线性材料的生物力学模拟中，CS-FEM通过优化网格划分和减少应力集中，提供了更高的计算效率和精度。因此，在未来膝关节和其他复杂生物结构的建模中，CS-FEM有望得到更广泛的应用。
大挠性航天器所携带的大型挠性附件具有体积大和刚度低等特点，导致大挠性附件振动会严重影响航天器的姿态控制。对此，将模糊控制和信息融合预见控制结合，设计了基于模糊的信息融合预见姿态控制器。依据信息融合理论，通过融合航天器期望轨迹和动态方程等信息推导了航天器的最优预见姿态控制律。此控制策略具有设计过程简单、计算量小且易于实现的特点。针对在实际工程中执行机构存在输出力矩受限问题，采用模糊控制在线调整控制律的相关参数，以使控制量满足受限要求。仿真结果表明所设计的控制策略可使挠性附件振动快速衰减，航天器姿态角能准确、快速地达到期望值，具有较好的控制性能，可为大挠性航天器姿态控制的工程应用提供借鉴。
北京市海淀区学院南路86号
010-62199257（仅加盟咨询）
qkjq@cast.org.cn
中国科学技术协会版权所有 京ICP 备10216604号-4 海淀分局备案 1101084647
科技导报社主办 中国科协信息中心技术支持
