专家观点·优青视界

• 一种改进DBF方法用于多通道SAR非均匀采样重构

  王骜巍;商明样;张柘;

  方位向多通道合成孔径雷达(SAR)在非均匀采样条件下，其回波信号的重构容易受到噪声放大效应的影响，导致成像质量下降。传统的数字波束成形(DBF)方法在非均匀采样程度较高时，因观测矩阵趋于病态，难以有效抑制噪声。为了解决这一问题，提出了一种基于正则化改进DBF方法。首先，该方法通过对观测矩阵施加正则化约束，自适应调整重构滤波器，以降低噪声放大效应，并提升信噪比。其次，提出了一种正则化参数调整策略，使得正则化参数可以随着采样模式的改变而改变。仿真实验结果表明，与传统DBF方法相比，所提方法在实际数据仿真中的方位模糊信号比(AASR)降低了约6 dB,并显著抑制了噪声。

  2025年03期 v.46;No.214 1-9+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2347K]
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机械工程

• 基于复合修形的新能源汽车星型减速器动态性能实验

  邓静;王自林;蒋闯;苏建新;

  针对新能源汽车减速器传动系统中行星销轴变形引发的啮合性能问题，探索齿轮拓扑修形对系统振动特性的优化路径。基于某星型减速器，构建包含螺旋线修形、二阶齿廓修正以及齿向拓扑优化的斜齿轮修形模型，综合考虑惰轮轴变形等非线性因素。采用刚柔耦合建模方法在Masta软件中建立传动系统仿真模型，并利用啮合仿真和加载振动实验双重验证组合修形对减速器的啮合性能的影响。实验结果显示：优化后减速器振动幅值由原来的0.023 mm·s~(-2)下降到0.015 mm·s~(-2),下降了34.70%;齿面接触印痕面积扩大，内外啮合副接触应力分别减少20.5%和11.62%,且应力分布均匀；实测接触斑点与仿真预测接触斑点高度吻合。所提出的综合拓扑修形方法能有效改善动态啮合性能，建立的刚柔耦合模型可为复杂工况下的齿轮传动系统优化设计提供可靠分析工具，修形优化策略对新能源商用车传动装置降噪减振具有工程指导价值。

  2025年03期 v.46;No.214 10-17+115-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K]
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• 基于响应面分析法的机械锤击辅助激光熔覆工艺参数优化分析

  张辉;王军航;刘刚田;王军华;李东林;

  为了有效提升激光熔覆修复再制造熔覆层与基体间的界面结合强度，采用在激光熔覆过程中同步辅助机械锤击的工艺方法，以机械锤击力、锤击次数和锤击频率为因素，以熔覆成形结构的抗拉强度、延伸率和显微硬度为优化目标，设计3因素、3水平实验，采用响应面分析法，优化了机械锤击工艺参数组合，以期获得理想的熔覆层与基体间界面结合强度。结果表明：当机械锤击力为2 000 N,锤击次数为3次，锤击频率为2 Hz时，抗拉强度为1 209 MPa,延伸率为11.8%,显微硬度为486HV,综合力学性能最优。

  2025年03期 v.46;No.214 18-25+116-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 3381K]
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材料科学与工程

• Bi/Bi₂O₃涂层的制备及其在锌金属负极保护中的应用

  哈斯呼;邢艺博;柳勇;张万红;熊毅;

  水系锌离子电池在电池循环过程中负极所发生的枝晶生长以及副反应等一系列问题，导致电池表现出较低的库仑效率以及较短的循环寿命。为解决上述问题，采用刮刀法在锌箔上涂覆Bi/Bi_2O_3材料，制备了一种高循环稳定性、低成本的Bi/Bi_2O_3@Zn锌金属负极。在半电池测试中，Bi/Bi_2O_3@Zn负极在0.5 mA·cm~(-2)的电流密度下能够稳定循环340圈，平均库仑效率可达98.28%。组装的对称电池在电流密度为1 mA·cm~(-2)、沉积量为1 mAh·cm~(-2)的测试条件下可稳定循环740 h。此外，以钒酸铵为正极组装的全电池也表现出比纯锌负极更优异的循环性能。

  2025年03期 v.46;No.214 26-34+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K]
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• CoS₂-MoS₂复合催化剂的水热合成及电解水催化性能

  浮琳萍;鲁耀宗;李明;张龙华;何玉;刘伟;

  目前电解水制氢所用催化剂价格昂贵，且各类催化大多功能单一，不利于电解水的工程化应用。针对以上问题，结合二硫化钼材料和钴硫化物的催化反应特点，通过一步水热法合成具有双功能催化活性的非贵金属CoS_2-MoS_2复合催化剂。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及电催化测试等手段对不同钴钼比的CoS_2-MoS_2样品进行表征和性能分析。实验结果表明；当钴钼摩尔比为1∶3时，CoS_2-MoS_2样品呈现出微米花状形貌结构，并表现出最优的催化活性。在0.1 M KOH电解液中，析氧反应(OER)的过电位比纯CoS_2降低了约128 mV,而析氢反应(HER)的过电位比纯MoS_2降低了约131 mV。在1 M KOH电解液中，CoS_2-1-3分别连续进行OER和HER过程50 h后，其电流密度仍能保持在99.38%和84.13%,表明其具有良好的电催化稳定性。当复合催化剂同时作为阳极和阴极进行全水解时，仅需1.77 V即可达到10 mA·cm~(-2)的电流密度，且稳定运行50 h后电流密度保持率为89.08%。

  2025年03期 v.46;No.214 35-44+54+117-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 3426K]
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信息与控制工程

• 基于观测器的单连杆机械臂系统模糊记忆控制

  刘珊中;张亚平;蒋振华;

  针对具有非线性、混合时滞、外部扰动以及参数不确定性的单连杆机械臂系统，建立T-S模糊统一模型。为应对无法直接测量系统状态而引起的状态不可完全获取问题，设计状态观测器对系统状态进行估计。在此基础之上，结合模糊记忆控制器将历史状态信息融入控制策略，以优化系统的动态性能。进而构建包含时滞上下界信息的Lyapunov-Krasovskii泛函，推导出保守性较低的稳定判据，确保系统满足H_∞性能。最后，仿真实验结果表明，该方法在复杂动态环境中能有效降低建模保守性且鲁棒控制性能良好。

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• 基于边缘节点辅助的多路径命名数据网络拥塞控制方法

  范蒙飞;张博函;郑瑞娟;杨美怡;

  在命名数据网络(NDN)中，缓存功能的引入促使路由节点成为潜在信息提供者，同时NDN网络也支持消费者从多条路径访问数据源，这导致网络流量更加复杂，进而影响拥塞状况的判断。现有的拥塞控制方案大多是直接调控消费者发送窗口，或者是通过逐跳拥塞控制间接调控消费者发送窗口。但是，接收者的请求具有突发的特性，无法及时获取网络状况，逐跳拥塞状态传递也使消费者无法利用NDN多路径的优势。而中间路由节点可以长时间、持续性监测网络状况，并根据网络状态主动选择路径。针对上述问题，提出了多路径传输拥塞控制方法(MP-NDN),从接收者驱动入手，通过路径学习、概率转发、状态更新和拥塞控制等4个关键功能，将接收者驱动的拥塞控制与路由转发相融合。通过充分考虑网络内缓存和多路径拥塞状态对NDN拥塞判断的影响，能够根据路径状态变化情况执行“路由转发”、“源端驱动”两级拥塞控制操作。实验结果证明MP-NDN在多路径场景下具有较高的吞吐量和较低的丢包率。

  2025年03期 v.46;No.214 55-68+118-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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土木与建筑工程

• 既有砌体结构墙体开裂与加固实例

  王俊波;申贺文;王新宇;梁耀哲;

  地基不均匀沉降易引发砌体结构墙体开裂。针对某既有砌体结构，通过实测不同时期地基沉降与墙体开裂数据，揭示了上部结构沉降及裂缝扩展规律。建立加固前后的三维有限元模型，结合扩展有限元法(XFEM)分析土体-结构变形相互作用，阐明墙体开裂与地基沉降的关联性及裂缝分布特征。结果表明：有限元计算结果能准确反映墙体实际开裂规律，裂缝扩展方向与主应力、主拉应变方向正交；在结构局部倾斜达到0.000 2后，墙体裂缝便迅速扩展，实际工程中需在此时开始重点监测。通过实例研究，可为预防地基不均匀沉降引发的结构安全隐患提供实践指导。

  2025年03期 v.46;No.214 69-78+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2874K]
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• 深度学习和分布式光纤传感在基坑变形监测和预测中的应用

  樊成;彭彦力;赵杰;程树凯;樊一江;

  随着中国城市化程度的不断增加，对深基坑变形进行监测与预测变得愈发必要。提出一种以时序监测数据为输入的卷积神经网络-长短期记忆神经网络-自注意力机制(CNN-LSTM-SAM)组合神经网络模型。针对大连东港商务区某内支撑深基坑工程，结合分布式光纤传感(DFOS)技术，利用CNN-LSTM-SAM模型对桩顶水平位移进行预测，将得到的变形预测值与反向传播神经网络(BP)、长短期记忆神经网络(LSTM)和卷积神经网络-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)模型的预测结果进行对比分析。结果表明：CNN-LSTM-SAM模型相比其他3种模型具有更高的准确性。再选取其他监测点的监测数据进行训练及预测，从而更深入地验证模型的预测效果，证明了CNN-LSTM-SAM模型的适用性和鲁棒性。研究成果可为类似深基坑工程设计和施工提供参考。

  2025年03期 v.46;No.214 79-90+119-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K]
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农业科学

• 不同施磷量对小麦-玉米种植体系土壤磷吸附-解吸特征的影响

  何依龙;周文利;常会庆;

  以河南省洛阳市长期定位试验为依托，对冬小麦-夏玉米种植体系中低施磷量处理(P1:45 kg P_2O_5/hm~2)和高施磷量(P5:270 kg P_2O_5/hm~2)处理土壤磷吸附-解吸特征进行了研究。结果表明：高磷处理显著提高了土壤速效磷质量比，达到了19.41 mg/kg,较低磷处理提高了189%。高磷处理土壤磷最大吸附量(Q)较低磷处理下降了17.62%,磷吸附饱和度(DPS)升至5.61%,虽然未超过25%的淋失临界值，但较低磷处理增加了253%。高磷处理土壤易解吸磷(RDP)含量较低磷处理也增加了157%,表明长期高施磷可能加剧磷素迁移风险。高磷处理与低磷处理间磷吸附亲和力常数(K)与最大缓冲容量(MBC)未显著变化，说明土壤磷吸附强度与缓冲能力相对稳定。需结合区域年降水量优化施磷策略，以平衡农业生产效益与生态安全。

  2025年03期 v.46;No.214 91-96+104+120-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
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理学

• 最优消费和投资组合策略的优化问题研究

  杨劼霖;金浩;

  讨论了风险资产价格的跳过程为非爆炸性计数过程的最优投资组合问题，假定股票支付连续红利，在完备市场的条件下，利用随机分析的方法，得到了唯一的等价鞅测度。证明了存在最优投资策略和最优消费过程，最后给出了最优财富过程、价值函数、最优投资策略及最优消费过程，扩展了的投资优化问题。

  2025年03期 v.46;No.214 97-104+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 814K]
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