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新型靜電飛行器
微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。
為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。
該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。
靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。
電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。
在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。
北京航空航天大學
2024-07-19
基于人類動力學的城市交通擁堵建模技術研究
該項成果應用于諸如機動車跟馳、換道和并道的交通仿真模型，目前隨著交通管理以及新的交通信息感知技術的發展，交通檢測器布設不斷增加，交通基礎數據規模急劇加大，交通大數據時代已經到來，在這樣大數據的時代的背景下，運用新技術手段構建道路交通仿真技術體系，將是我國智能交通發展的一個重要的方向。 項目首先是研究人類行為模式與交通擁堵的關系。其次，建立城市交通網絡的數學模型結合人類行為規律和人口分布模型最終建立城市交通擁堵模型。最后，構建基于人類動力學的城市交通仿真平臺。交通仿真平臺包含交通地圖編輯工具和分布式微觀交通仿真系統兩部分組成，硬件設備要求1臺數據庫服務器運行交通仿真數據庫；1臺臺式機運行交通仿真平臺總控端系統；若干臺臺式機運行仿真端仿真系統。 運行仿真平臺總控端系統的1臺機器安置在監控中心；運行仿真平臺仿真端系統的若干臺機器安置在計算中心；運行仿真數據庫服務器的1臺機器安置在數據中心。 展示內容如下： 微觀交通仿真平臺由地圖編輯工具、總控端系統和仿真端系統組成； 使用地圖編輯工具繪制仿真交通地圖，導入總控端系統； 由總控端系統創建仿真任務，并且發送至已經上線的仿真端設備，總控端開始仿真任務，命令發送至仿真端，仿真端推進仿真計算，總控端能夠對仿真端的仿真進行控制。能夠完成暫停、恢復、停止等操作； 仿真端將每一仿真步計算的數據保存到仿真數據庫中； 總控端可以利用仿真數據庫中的數據進行交通狀況分析。
電子科技大學
2021-04-10
基于人類動力學的城市交通擁堵建模技術研究
該項成果應用于諸如機動車跟馳、換道和并道的交通仿真模型，目前隨著交通管理以及新的交通信息感知技術的發展，交通檢測器布設不斷增加，交通基礎數據規模急劇加大，交通大數據時代已經到來，在這樣大數據的時代的背景下，運用新技術手段構建道路交通仿真技術體系，將是我國智能交通發展的一個重要的方向。項目首先是研究人類行為模式與交通擁堵的關系。其次，建立城市交通網絡的數學模型結合人類行為規律和人口分布模型最終建立城市交通擁堵模型。最后，構建基于人類動力學的城市交通仿真平臺。交通仿真平臺包含交通地圖編輯工具和分布式微觀交通仿真系統兩部分組成，硬件設備要求1臺數據庫服務器運行交通仿真數據庫；1臺臺式機運行交通仿真平臺總控端系統；若干臺臺式機運行仿真端仿真系統。
電子科技大學
2021-04-10
基于ＣＦＤ數值模擬和智能建模的鍋爐燃燒優化系統及方法
本發明公開了一種基于ＣＦＤ數值模擬和智能建模的鍋爐燃燒優化系統及方法，系統包括ＤＣＳ控制系統接口、ＣＦＤ計算集群、樣本數據庫集群、智能建模集群、中央處理集群和人機界面，通過對ＣＦＤ模擬樣本和歷史運行樣本進行存儲、建模和優化，實現了機組隨電網負荷指令、入爐煤煤質特性、過量空氣系數等變化的最優配風方式實時匹配。本發明中ＣＦＤ數值模擬技術的使用提高了建模的準確性，優化時可直接調用ＤＣＳ控制系統實現閉環控制，使配風方式快速響應負荷變化，實現機組燃燒熱效率和ＮＯｘ排放的實時優化。
東南大學
2021-04-11
高速動壓潤滑精密主軸熱力學建模與熱設計方法
本發明提供了一種高速動壓潤滑精密主軸熱力學建模與熱設計方法，其包括以下步驟：步驟1：高速動壓潤滑精密主軸三維數字化建模；步驟2：高速動壓潤滑精密主軸主要熱源發熱功率計算；步驟3：高速動壓潤滑精密主軸主要換熱系數計算；步驟4：高速動壓潤滑精密主軸熱力學建模；步驟5：高速動壓潤滑精密主軸參數靈敏度計算。采用本發明提供的高速動壓潤滑精密主軸結構熱力學設計方法，能夠大幅提高高速動壓潤滑精密主軸結構熱力學建模與熱態設計精度，縮短設計周期。不僅便于高速加工機床的正向設計，而且提高一次設計成功率。
東南大學
2021-04-13
基于Pro/ENGINEER的數字化建模系統（Digital Modeling V1.0）
本成果面向具體企業，根據其特定需求定制Pro/E，為用戶提供具有自定義功能的數字化設計工具和方法，解決了Pro/E作為通用軟件的低效率問題。該系統以基于網絡的設計思想為指導，以服務器端的Oracle等數據庫系統為統一數據源，實現了包括“特征建模”、“標準件設計”、“典型結構件設計”、“裝配建模”、“屬性管理”、“修改標記”、“模型重構”等分模塊。開發了可擴展的開放性常用特征庫、典型零件庫、標準件庫以及相應的設計和庫管理界面。用戶可以結合具體情況，利用友好的界面建立、填充和修改這些數據庫。從而最大程度地簡化了重復性的設計工作，提高了新產品的開發速度和效率。通過該系統還能夠定義、管理零部件屬性信息，添加設計修改標記等為PDM集成提供數據。
北京理工大學
2021-04-13
一種用于微波元件的建模和優化新的采樣方法
人工神經網絡以其對復雜非線性問題的魯棒性和高效建模能力，在微波元件中得到了廣泛的應用。現有的基于人工神經網絡的微波器件模型與優化研究主要集中在建模方法上。采樣是建模的基礎，直接影響到人工神經網絡建模和優化的效率和準確性，卻很少被研究。 傳統的取樣方法廣泛應用于基于人工神經網絡的建模與優化，包括蒙特卡羅抽樣和拉丁超立方體抽樣。這些采樣方法的重點是提高設計空間中分布樣本的均勻性。由于微波元
南方科技大學
2021-04-14
一種抽水蓄能機組過水系統的建模方法
本發明公開了一種抽水蓄能機組過水系統的建模方法，利用電路等效法建立抽水蓄能機組的有壓管道模型、調壓室模型和水泵水輪機模型；根據上述模型形成抽水蓄能機組過水系統等效電路模型；并根據多維基爾霍夫電壓和電流定理，建立過水系統的等效電路網絡的常微分矩陣方程；本發明提出的建模方法，通過基于電路等效法的抽水蓄能機組調節系統數學模型仿真方法進行了驗證，驗證結果表明所建立的抽水蓄能機組過水系統模型可更大程度地滿足水電能源系統仿真和電力系統分析的精細化建模要求。
華中科技大學
2021-04-14
密封環高速重載接觸行為的多尺度建模與耦合計算
隨著工程類重載車輛向大功率方向發展，對傳動系統中防止壓力油泄漏的密封環的性能要求日益苛刻。為提高密封環的穩定性和可靠性，必須重視高速重載工況下密封接觸行為。本項目依據前期研究基礎，對密封環在不同工況階段存在的混合摩擦接觸和流體潤滑接觸兩個方面進行研究。首先對復合材料密封環摩擦行為進行跨尺度關聯，明確宏觀與微介觀尺度的材料變形、摩擦狀態、溫升之間的協同效應，深化宏觀與微介觀之間的交互模型，實現尺度間摩擦狀態的雙向預測，以獲取密封環在各尺度上的混合摩擦規律。其次依據工況條件，定量表達與預測
江蘇大學
2021-04-14
一種多軸加工系統的刀具偏離量的建模方法
本發明公開了一種多軸加工系統的刀具偏離量的建模方法，包 括：建立一種新的未變形切屑厚度模型，采用向量法建立圓弧刀變姿 態銑削加工切削力預測模型；運用等效圓柱法建立機床傳動軸的柔度 模型，并應用力橢球方法和坐標系變換建立了加工系統的綜合柔度度 模型；最后通過變姿態加工過程的切削力模型和多軸加工系統末端柔 度模型，得到刀具偏離量模型。本發明公開的刀具偏離量的建模方法， 通過建立新的刀具切削刃的未變形切削厚度模型和多軸加工系統的綜 合柔度模型，得到更準確的加工過程中的刀具偏離量變化規律，從而 在多軸加工中
華中科技大學
2021-04-14