学科前沿论文
姓名刘清扬
班级01811101
学号1120110217
学科前沿论文
—关于高超声速飞行器
刘清扬
高超声速飞行器的研究背景
多少年来,飞向太空，飞得更高，飞得更快，一直是人类孜孜以求的梦想。然而人类真正的飞行史仅有百年。有清楚文字记载的人类首次飞行在1903年12月17日，美国莱特兄弟的飞机试飞成功，其飞行速度为56千米/时，飞行距离36.6米，飞行时间12秒。这个简单的飞行器开创了人类飞行的新纪元元。
在二次大战期间，由于受到战争需求的强烈驱动，飞机的飞行速度迅速提高，当时战斗机的飞行速度已高达640千米/时，飞行高度9千米。从1947年10月14日美国由火箭推动的X-1飞行器实现了超声速飞行，飞行速度为1127千米/时（马赫数1.06）、飞行高度1.3千米，到20世纪六七十年代超声速战斗机飞行速度达2200千米/时（马赫数2.11）、飞行高度19千米，在不到20年的时间里，人们克服“声障”，实现了从亚声速到超声速飞行的跨越。
马赫数5以上最早的高超声速飞行是由美国的X-15飞行器在七十年代实现的，其飞行速度为7297千米/时、飞行高度30.5千米。它是一种由火箭驱动的实验性飞行器，具有可在大气层内外飞行的能力。它先由波音公司的B-52轰炸机带到12千米高空投放，然后开始自主飞行。这种飞行器已具有一些超声速飞行器所没有的高超声速飞行器的特色，它不再以翼型理论作为主要设计基础而应用了升力体的新概念，采用了镍质合金的热防护结构以克服高超声速流动特有的气动热问题。在X-15的头部附近还增设有射流孔可用于飞行姿态控制，而传统飞行器的姿态控制都是由舵翼来实现的。更高的飞行速度是由航天飞机实现的。
美国的航天飞机从360千米地球近地轨道再入大气层时，其飞行速度可高达马赫数25。如果以地面声速作度量，这个速度可换算为30600千米/时。尽管已经初步实现了高超声速飞行，但是真正的高超声速飞行时代尚在人们的期待之中。美国气体动力学家安德森在他最近的一本计算流体力学的教科书中写道：“21世纪早期，在世界的某一主要机场，一架漂亮的流线型飞机滑向跑道，加速起飞，迅速爬升，几分钟之后，就在大气层内达到了高超声速，很快地消失在人们的视线之外。这时它的超声速燃烧推进系统继续提供足够的推力，使其飞行速度高达8000千米/时，顺利地进入地球近地轨道。”他强调这不是科学幻想，未来的高超声速飞行器将在新世纪的早期成为现实。依据飞行器飞行速度的增长趋势，纵观航空航天百年发zhan 史，这种对高超声速飞行器的推测是合理的。
高超声速飞行器的应用背景是显而易见的：作为运输客机，它可以在两个小时之内由北京飞抵纽约，实现环球旅行的早出晚归；作为跨大气层的空天运输器，它可以帮助人们实现经济、高效的太空开发和利用。高超声速飞行器也是空天做战必须的武器,以其高超的特性实施突防,使敌方难以做出有效的反应,而急速精确地打击目标,同时发射平台还无需进入危险区域,大大提高自身的生存力,显然其做战效能是非常高的。高超声速飞机采用超音速燃烧式冲压发动机，它可以吸入空气中的氧气作
为一种补充动力，这样不仅能为飞机提供强大的动力，而且极大地减轻了飞行的燃烧载荷，目前这项技术还应用于高超音速导弹的研制。
高超声速技术不仅限于军方和高科技的研究开发，美、英、日等国也把它推向民用，空天飞机将使太空旅游成为可能。空天飞机可在复杂的气象条件下全天候飞行，可作为人造地球卫星进入近地轨道及向轨道站运送物品的运载器。
高超声速的产生和特点
高超声速飞行器具有飞行高度高、速度快、侧向机动性好的优点，能在很短的时间内抵达地球上的任何一点，迅速打击数千或上万公里外的各类军事目标。这主要是因为它具有高性能动力推进系统。超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机是高超声速飞行器的关键技术。目前，各国发展高超声速技术主要选用燃料可在高超声速内流中稳定燃烧的高超声速燃料(简称超燃)冲压发动机。
超燃冲压发动机的适用范围为马赫数5一l6，飞行时不需要自身携带氧化剂，直接从大气中吸收氧气，作为助燃剂。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成。所谓冲压，就是迎面吸进的高速气流在进气道内被迅速扩张、减速、增压的过程。当气压和温度升高后，气体进入燃烧室与燃料混合燃烧，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。这项技术的结构质量轻、飞行成本低，可控能力强、安全性好，可长时间使用，是实现高超声速飞行的理想动力装置。脉冲爆震发动机适用于所有尺寸和所有速度的推进系统，从发射到高空高超声速飞行甚至轨道机动都能使用，尽管在50 km以上时需要使用氧化剂，但由于应用范围更广泛也更具革命性，因此也是各国发展高超声速飞行器的热点。
高超声速飞行器具有以下优点：
(1)飞行速度快，全球到达。未来的战争是高信息化、高智能化的战争，未来的空中打击力量将主要依靠高度和速度取胜。这种高超声速飞行器能在大约两个小时之内攻击全球任何角落的目标。
(2)稍纵即逝，探测难度大。空中目标的运动速度直接决定其通过敌方防御体系作战空域的时间，对突防概率影响极大。高超声速飞行器飞行速度快，回波积累数量少，雷达探测能力明显降低，探测高超声速空中目标难度加大。
(3)突防能力强，拦截困难。高超声速飞行可有效缩短对目标的反应时间，从目前的情况来看，现有的地面防空武器系统的方向转动机构的转动速度慢，不能有效瞄准，因此突防概率高。
(4)射程较远，威力较大。目前国外正在研究的高超声速导弹射程都在几百千米、几千千米，并且高超声速飞行时动能大，若设计与亚声速飞行器相当质量的战斗部，高超声速飞行器战斗部威力更大。
高超声速飞行器的关键技术
这里只重点讨论吸气式高超声速近空间飞行器的相关问题. 吸气式高超音速飞行涉及许多重大关键技术问题, 但从美国的发展经验看, 4 个必须达到成熟化的关键性技术是: 吸气式推进系统和飞行试验技术; 材料、热防护系统和结构技术;飞行器的一体化设计和多学科设计优化技术; 把地面试验与数字模拟相结合的分析综合技术.
在上述关键技术中, 吸气式推进系统居于首位. 以超燃冲压发动机为动力的高超
声速飞行器研制面临一系列技术上的难题. 美国(包括俄罗斯等国家) 为此付出了近半个世纪的艰苦努力, 制定了多个不断变化的发展计划, 几经起伏, 最终探索出一条比较实际的、循序发展的道路. 发展高科技工程必须要有基础研究的积累, 在关键技术问题上取得突破, 否则, 可能导致失败的后果.
当前应当抓紧进行的主要研究和关键技术攻关工作包括:
(1) 高温气体动力学
高温真实气体效应是高超声速飞行器研制中必须考虑的一个重要问题. 对于高温气体非平衡流动问题, 已进行了大量的研究. 对高温气流中化学反应速率的知识不足, 特别是在振动自由度激发、分子离解、表面化学反应等各种因素耦合在一起的情况下, 更是知之甚少. 目前存在的主要问题是: 高温气体热力学特性和化学反应速率常数以及化学反应模型的选取, 还有一定的不确定性，这将导致头部激波脱体距离、物面边界层速度剖面、密度剖面和物面热流等重要参数预示上的偏差.
美国人在总结X-43A 经验时曾提出要重点研究高超声速对下列问题的影响: 边界层从层流转变为湍流的转捩问题, 湍流边界层的流动和剪切层的流动, 激波与边界层之间的相互作用, 燃料喷注入气流、燃料与空气的混合、燃料与空气之间的化学反应, 机身与推进系统一体化设计的飞行器性能和可运行范围.
对于上述这些问题的研究, 都应当充分利用和发挥现代光学诊断技术和高速数值计算技术所具有的优势.
地面模拟试验设施. 目前在美国仅仅存在为数不多的几个可用于高超音速飞行研究的高焓试验设施, 而且这些设施在试验范围上还都受到种种限制. 各类脉冲型风洞的最高焓值范围可以高达对应马赫数20 的飞行速度, 但都是短持续时间(1»10 ms) 的试验设施. 试验时间可以相对较长的一些设施, 都是污浊(不清洁) 空气的风洞, 在这些风洞的自由气流内含有燃烧产物, 而且它们的最高焓值范围仅限于对应马赫数8 以下的飞行速度. 与高焓值状态相伴随出现的一些新的流动变量, 例如分子振动自由度的激发、各种分子和离子的浓度等, 都可以用现代光学诊断技术进行测量,但目前这些技术仅仅在极有限的情况下, 在高焓值的地面试验设施上得到应用. 能够提供更长试验时间(即从几毫秒提高到几秒量级) 的高焓地面试验设施和能够提供更高诊断能力的地面试验设施都是必不可少的. 为了能够满足高超音速飞行系统研制开发所提出的要求, 可能还需要建设新的地面试验设施.
(2) 超燃基础和新概念推进研究
在能够促使吸气式高超音速飞行实现的各种关键技术中, 推进技术占据首要的位置. 对于超燃冲压发动机的研制来说, 存在着许多具有挑战性的技术难题, 包括: 在整个宽广的运行速度范围内(特别是在马赫数超过8 的情况下) 超燃冲压发动机内部流动, 燃烧稳定性与过程优化, 地面试验和精细流场诊断、飞行试验以及数字模拟技术;质量轻、耐高温的发动机材料和有效的热管理技术; 研究新的发动机技术, 以及验证飞行速度大于马赫数8 情况下的发动机性能; 研究发动机/飞行器一体化设计方法(包括进气道/发动机/ 尾喷管组合; 综合气动力与防热一体化; 高升阻比与操稳特性的协调; 气动特性与结构完整性设计; 气动外形与有效载荷容积要求; 多学科多目标(multidis-ciplinary design optimization, MDO) 总体优化等. ),实现可实际运行的、具有高性能的一体化设计的飞行器方案; 如何从低速推进模式转变成高速推进模式的问题, 特别是在采用可变几何形状的发动机的情况下, 如何实现工况转换的问题.
1991 年»1998 年间, 俄罗斯分别与法国, 美国,德国等合作进行了超燃冲压发动机的验证性飞行实验. 提出了一系列关键问题. 从美俄的经验教训来看, 这些基础性的问题不解决, 超燃发动机的研制是不会取得成功的, 因此在这方面还
需下很大功夫.
各种组合式和新概念动力装置研究. 现有的动力装置, 不论是火箭或超燃冲压发动机, 对于在40»70km 高度, 持续、机动飞行的高超声速飞行器都是不理想的. 要积极探索各种组合式和新型动力装置(如: 脉冲爆轰驱动、激光/等离子推进、核动力推进等) 研究其作用原和实用化问题在这方面如能取得突破, 将为未来自主创新和跨越发展争取到主动.
(3) 新型防热、隔热原理、材料与结构
现有飞行器热防护系统大都是针对战略弹头的, 特点是: 简单外形、短时间、很高的加热率.采用的主要办法是烧蚀热防护．新一代空天飞行器热防护问题具有不同的特点: 复杂的升力体外形、中低热流和长时间加热. 为了获得良好的气
动特性, 一般需采用保持飞行器外形不变的非烧蚀热防护技术, 还要解决长时间持续飞行的内部隔热问题. 已经建立的宏观热防护理论已不能满足要求, 要发展新的热流预示方法; 非烧蚀热防护技术; 防热结构的一体化设计技术; 结构在力／热
综合作用下的动态响应特性和破坏机制等. 各种防热、隔热原理, 包括: 被动式(热沉、隔热、表面辐射)、半被动式(热管传导+ 辐射) 和主动式(发汗、冷却膜、冷气流对流), 都是值得深入探讨的问题.
在发动机防热材料技术方面焦点集中在: 采用主动式冷却方式的燃烧室壁板材料, 以及超低温推进剂贮箱的材料. 需要更加坚固耐用的被动式冷却的或者主动式冷却的(即需要使用冷却剂进行冷却的) 热防护系统; 燃烧室部分必须采用主动式冷却方式. 虽然到目前为止已经对许多种不同的熱防护系统的候选设计方案进行了广泛的试验研究, 但是还没有找到一个可以完全满足多种运行要求的解决办法.
(4) 变参数、快速响应、强鲁棒性、高效控制系统设计
近空间飞行器为了追求高的升阻比和优异的机动性能, 一般外形都比较复杂, 飞行过程中速度和空域变化范围也很大. 飞行器在不同速度下, 自身的气动特性(升阻比、稳定性和操纵性) 也会发生很大变化, 这就为飞行控制增加了新的困难. 高机动性要求快速响应的控制系统和大的控制力作用, 以产生大过载.
近空间飞行器控制问题研究的重点是, 面对飞行器所具有的多变量、时变参数、强鲁棒性、高度非线性、纵横向交叉耦合、气动弹性效应显著等挑战性难题, 研究系统的动力学建模、控制律设计及稳定性分析方法, 尤其是长时间巡航飞行, 严酷力、热载荷环境下的伺服机构的设计问题以及高机动状态下的精确控制问题等.
高空大气密度稀薄, 气动舵面的控制效率显著下降, 已不能满足要求, 因此要借助于喷流反作用控制(reaction jet control system, RCS) 和推力矢量控制(美国的X-31 验证机、F-22 和俄罗斯的Su-37 上都采用了这一先进技术). 多个喷流反作用控制单元与气动操纵面以及推力矢量(甚至包括调整质心位置等其他方法) 相结合形成的复合控制系统, 成为对近空间飞行器实施有效控制的重要手段.
俄罗斯首次在R-73 先进红外格斗近距空空导弹上应用推力矢量与气动力综合的复合控制技术.在尾喷口四周加装 4 片偏转舵面实现推力矢量控制, 并与空气动力控制相结合, 使导弹的控制通道由传统的双通道控制变为5 通道控制, 即2 个喷流偏转舵控制通道、2 个空气动力舵面控制通道和1个副翼控制通道, 从而使导弹在主动段上的最大机动过载达到60g. 证明了这种方法的有效性.
复合控制系统涉及大量的关键技术问题, 如:复合控制系统工作模式优化设计与仿真建模, 控制发动机点火逻辑与控制周期的设计, 侧向喷流直接力作用和喷流与主流场的气动干扰效应建模与分析计算, 控制系统工作频率与舵系统带宽与
弹性弹体频率的匹配, 复合控制系统的风洞与地面模拟试验等.
(5) 高超声速飞行器的空气弹性问题
现代高超声速飞行器有着比较宽阔的飞行包线, 飞行高度和Ma 数的变化范围很大, 为了增加机动航程, 多采取复杂的高升阻比构形. 由于对结构重量有着严格的限制, 因此大量使用超轻质、高强韧材料, 使机/弹体柔性程度加大. 高速飞行时气动加热现象非常突出, 控制系统的作用也日益重要, 这些因素所造成的高超声速空气弹性问题与传统的亚、跨、超声速相比, 不管是在研究、试验或理论计算分析方法上都有很大不同. \\空气/伺服/热弹性" 耦合因素变得非常显著, 高超声速空气弹性成为不可忽略的重要研究课题, 相关技术尚未成熟.
根据国内外工程实践经验, 需要开展研究的高超声速空气弹性问题主要有: (1) 壁板颤振, (2)高超声速翼面/舵面气动弹性特性, (3) 热气动弹性现象, (4) 全机颤振, (5) 弹性- 推进系统耦合现象(6) 弹性- 飞行控制耦合问题, (7) 自由分子流气动弹性特性等. 具体研究内容包括: 高速飞行气动加热, 热响应、热变形、热模态、热气动弹性的分析预测, 运动和弹性振动引发的气动非阻尼效应; 快速变化飞行环境的气动弹性系统建模和动力学特性分析; 复杂升力体外型的抖振与随机激励响应; 气动伺服弹性系统建模、分析、综合和系统优化问题等.
(6) 多学科设计优化
高超音速飞行器必将是由几个高度一体化设计的系统组成的, 需要进行多学科设计优化处理,以便获得能够满足所有设计约束条件的、坚实可靠的飞行器设计方案. 飞行器的形状将决定飞行器下列的诸多特性: 飞行器的结构形式; 与机身一体化设计的熱防护系统的类型和其所用的材料;飞行控制系统; 飞行力学特性和飞行轨迹等. 反过来, 飞行器的飞行轨迹又会决定飞行器所受到的气动加热、载荷, 影响到飞行器的气动弹性力学特性、飞行器的性能和飞行器的重量. 气动和隐身也是相互交叉耦合的. 为了进行多学科设计优化所必不可少的几种能力, 目前还都处于不成熟的状态.
(7) 智能变形飞行器技术
近空间飞行器从地面或运载平台上起飞, 穿越大气层飞行, 执行各种任务使命, 其飞行环境(高度、飞行马赫数等) 变化很大; 固定外形的飞行器很难适应如此广泛的环境参数变化, 始终保持优良的使用性能. 因此要采用智能变形飞行器技
术(morphing aircraft technology, MAT). 随着空气动力、智能材料和控制技术的发展, 这种设想正逐步变成现实.
智能变形包括两层含义: 对变形进行智能控制和以智能材料与结构为基础实现变形. 需要重点解决的关键技术问题有: 可变形飞行器气动性能预测和气动布局研究, 可变形飞行器总体与设计优化, 变形过程及变形前后的飞行稳定性与操纵特性, 可变形飞行器的飞行控制技术, 智能材料与结构的应用技术.
(8) 地面试验与数模拟综合技术
把地面试验与数值模拟和理论分析综合在一起的技术, 是另一个必须达到成熟化的、具有关键性意义的、能够使得高超音速飞行技术得以实现的技术领域. 当飞行马赫数从3 增大到8 或者8以上时, 在一个飞行器的研制开发计划中必须得
到模拟的参数数目, 会随着马赫数的增大而大幅度地增加.
利用高速计算机进行的数值计算技术, 尽管在许多针对低马赫数流动的应用中取得了很大的成功, 但是, 在高超声速情况下, 数值计算技术在目前仍然主要被用作地面试验的补充手段, 以它来弥补试验设施方面存在的种种限制.通过把高超声速高焓
试验设施的试验技术和数值模拟技术两者平衡地结合在一起的手段, 就可以很好地确定风洞自由流的特性状态, 而且能够发现和研究清楚一些新的和重要的效应, 这些成果将有助于飞行器设计工具的研发工作.
高超声速都有哪些研究方向
高超声速飞机
(1)高超声速侦察机
这种侦察机速度可达马赫数5～9，航程超过1 800km，装有超燃冲压发动机，有人或无人驾驶。主要用于侦察敌方对空防御系统阵地情况，还能执行电子情报搜集等多种任务。据悉，法国正在研制HAHV高超声速无人侦察机，其速度将达6～8马赫，航程超过2000 km，飞行高度为30 km，隐身能力很强。美国的“曙光女神”高超声速侦察机(Aurora)，又名“极光”，是SR一71“黑鸟”战略侦察机之后新一代战略侦察机(图3)。据推测，“曙光女神”侦察机全机长为32 m，高为7 In，全载重为83吨，其中三分之二以上是燃料，具有超大功率发动机和流线型机身，飞行高度40 km以上，飞行速度马赫数6，甚至更快。美国的高超声速侦察机“黑燕”如战斗机般大小，动力系统由使用氢燃料的一台涡轮喷气发动机和一台冲压式喷气发动机组合而成。首先涡轮喷气发动机把飞机的速度提升到3倍音速，冲压式喷气发动机开始工作，并将巡航速度提升到6倍音速。组合循环发动机取代火箭助推器提供动力，因此它可以像飞机一样起降。“黑燕”将是一种集很强的隐形、速度和高度于一身的无人侦察机。
(2)高超声速轰炸机
计划研制中的高超声速轰炸机能把炸弹投到地球上任何地点并返回到原起飞点，能精确投掷高爆穿甲弹或动能武器来实施打击，下一步将配载高能激光武器或粒子束武器攻击目标，不需中途加油和在国外设置前进基地，飞行高度高、速度快、侧向机动性好，目前的防空武器很难打到它。“B一3”是美国第一种高超声速“B”式隐形战略轰炸机(图4)，是近年来开始研制的可带核弹、5倍音速的新一代远程隐形战略轰炸机。其在性能指标上，要求隐形、高超声速、远程飞行等能力更强，飞行高度大于30 km，速度达到马赫数5～6，航程大于11 100 km，载弹量要达到或超过B一52的水平。B一3采用了一系列新技术和新设备，具有跟踪地形及抗核能力的机载雷达，并可在高超声速情况下使用远程导弹或激光波束武器。
(3)高超声速验证机
从1997年3月起，美国波音公司开始研制x一43验证机。X一43验证机有A、B、C、D系列型号。X一43A高超声速验证机是为探索航空航天领域新问题、验证新理论、检验新技术而专门研制或改装的飞行器。机身长3．6 In，翼展1．5 In，重量约1吨。安装在“飞马”空射型火箭上，机头使用了钨，机翼用耐热合金，外表面覆盖了耐热陶瓷瓦片，机翼和垂尾前缘使用了碳材料。发动机采用与飞行器结构集成的超声速燃烧冲压喷气发动机，燃料为气态氢。2004年11月16日，X一43A 进行试飞并取得成功，飞行马赫数为1O，加速时间10 S，是目前最快飞机速度的3倍j。x一51A超燃冲压发动机验证器(SED)计划也是高速打击要求的产物。x 一51A验证机采用了SJX61—2(简称X一2)超燃冲压发动机，用于验证吸气式高超声速推进技术的可行性。该机采用了楔形头部、升力体机身和腹部进气道，后部采用了4个控制面，长度为4．26 In，空重约635 kg，采用了乘波构型，通过专门设计的尖锐头部，精确组织和分布所需的激波系，所产生的压力直接作用于机体
下方，从而提供升力。头部采用了钨材料，外部覆盖了二氧化硅隔热层，以承受高温载荷。2009年1O月27日，X一51A乘波体巡航飞行器在同一领域创造了新的飞行记录，它在超燃冲压发动机推进下飞行5 min，飞行马赫数从4．7加速到超过6，验证了持续高超声速飞行是可行的。
(4)高超声速无人机
无人机已经广泛应用于战场，执行侦察、监视与搜索的任务。未来战场上，高超声速无人机飞行马赫数将达到12～15，飞行高度26～38 km，可以快速到达出事地点，向后方传出最新的战场态势，从而取代远程高速侦察机。另一方面，还可以在高超声速无人机上装载侦察设备和精确制导武器，用于侦察和攻击世界各地的重要目标，或伴随高超声速巡航导弹执行战场毁伤评估与侦察任务。
高超声速飞行器在发动机及构型方面的研究现状
当你乘飞机旅行时，透过窗口你可能会观察到有灰白色的云雾高速流入飞机巨大的涡轮喷气发动机里。在飞机这样一个坐标系上，可以更进一步地描述飞机发动机的工作过程：气流高速流入发动机进气道，速度降低压力增高；由压气机进一步提高空气的压力，然后将其送入燃烧室并和喷入的燃料混合燃烧，燃烧后的高压高温气体由发动机尾喷管加速喷出产生推力。这是涡轮喷气发动机的工作原理，适应亚声速和超声速的飞行工况。但对于高超声速飞行器，这种发动机就不再适用了，其主要原因是气流由高超声速滞止到亚声速带来的进气损失可引起发动机性能的急剧下降。气流滞止还会导致气体温度过高，超过燃烧室的极限载荷。另外，高温引起的气体解离亦消耗很大一部分化学反应热。为了解决上述问题，人们提出一种超燃冲压喷气发动机(scramjet)。这种发动机利用由飞行器头部诱导的斜激波和飞行器前体适当压缩来流气体，使其速度降低，温度升高，但到达燃烧室后仍为超声速流动。这种新概念发动机成功地避免了气流温度过高的问题，但也带来了另一科研难题即超声速燃烧。
高超声速飞行器与传统的超声速飞行器有着明显不同的构型，这种差别是由高超声速流动的特点引起的。影响高超声速飞行器构型的气动物理现象主要有两个，一是高温气体的热传导，二是非常贴近飞行器表面的弓形激波。2003年1月美国哥伦比亚号航天飞机返回地面时在空中解体，就是由于高超声速气流的热传导作用在飞机左侧机翼前端隔热层破损处所引起的。类似美国航天飞机的飞行器再入大气层时，激波层的气体温度可达六七千度。而类似阿波罗（Apollo）登月舱一类的飞行器再入大气层时则要经受上万度的高温。联想到太阳表面的温度也仅有五六千度，解决高超声速流动热传导引起的问题的难度之大就可想而知了。由于超声速飞行器尖而薄的机翼会在高超声速飞行中被迅速破坏，所以，高超声速飞行器一般采用航天飞机那样的大钝体结构和类似X-43A高超声速飞行器那样的滑雪板结构。美国1950—1960年在这方面走过一段弯路，其早期高超声速飞行器的构型曾沿用超声速飞行器的成熟技术。现代高超声速飞行器构型应用一种建立在薄激波层理论上的乘波器和升力体的概念。其基本思想是使高超声速飞行器以一定攻角飞行，飞行器下表面的激波层将比上表面薄一些，这样激波在下表面产生的压力会比上表面大一些，从而由这种压力差产生升力。整个飞行器犹如浮在激波上一样，就像海上的一个冲浪者。此外，再考虑到机体和发动机的一体化设计，把整个飞行器下表面作为升力面，即飞行器构型设计的升力体概念。这种设计结构避免了温度的尖端效应，在某种程度上缓和了热防护问题，也体现了高超声速飞行器构型的另一个原则，即机身和发动机的一体化设计。
飞行速度由超声速到高超声速的量变，引起了飞行器设计概念的质变，给空气动力学研究者留下许多想象的空间和值得探索的问题。高超声速流动的高温特点极大地限制了地面实验设备的模拟能力。即使目前最先进的高焓设备也仅能在毫秒量级的实验时间里，模拟有限的一些飞行工况。这就决定了高超声速飞行器气动特性及其推进系统性能的研究必须由大量的数值计算来解决。然而，高温特点带来的空气分子的振动激发、解离、电离、辐射等内态变化，导致了高温气流介质特性变化。这种高温反应介质的平衡与非平衡流动要求建立更合理的高温气动物理模型，而且，高温介质与飞行器构型材料的相互作用与热传导也是计算流体力学的一大难题。目前，计算结果与实验数据的差别使得高超声速飞行器气动力和气动热的研究处于非常困难的境地，制约着高超声速飞行器的研究与发展。要摆脱这种制约，就要不断地完善高温气动物理模型，改进高超声速反应流的计算方法，提高飞行器气动特性和推进系统性能的预测精度。只有把数值模拟技术和实验模拟与飞行试验结合在一起，才能提供对高超声速飞行器所有可能工况的合理预测。可以断言，数值模拟技术在高超声速飞行器研究中的作用是极其重要的也是其它技术难以替代的，它可以和实验模拟与飞行试验相辅相成，有力地推动高超声速飞行器的研究与发展。
高超声速飞行器的研究不仅能推动气体动力学的创新和发展，也将有力地促进相关学科的交叉与融合。例如,推进技术的研究要求气体动力学、热力学、燃烧学、激波动力学和材料力学方面的综合；高超声速飞行器构型设计需要流体力学、仿生学和结构力学的融合；飞行器姿态的主动控制涉及到智能材料、控制理论和信息科学的交叉应用；数值模拟也将计算力学、气体物理学、化学反应动力学和材料科学融合在一起,导致多尺度、跨层次、大规模复杂流动的数值计算。
高超声速飞行器在气动弹性力学方面的研究现状
随着人类探索宇宙，超越极限的步伐加快，空天飞机等新概念飞行器的出现高超音速气动弹性问题急待解决。飞机设计者首先针对飞机展开了气动弹性力学的研究，接着在各种民用工业中(如高层建筑、桥梁、船舶等行业)，气动弹性问题也引起了高度重视。气动弹性力学是研究弹性体在流体中运动时由于弹性力、惯性力和气动力之间的相互耦合作用及这种作用对飞行器设计影响的一门边缘学科，因此气动弹性分析不仅需要诸如弹性力学、流体力学、动力学等领域的知识，还要将这些知识综合起来，而这一综合过程常常大大增加了问题的复杂性和工作量。由于高超音速飞行器常是钝头前缘，并伴随大攻角飞行，气动力的非线性现象严重，即使在小攻角下飞行，气动力也是非线性的，这些气动力非线性为气动弹性的分析带来了很大困难，伴随着高超音速飞行器的高温效应必然会改变原有的结构模态和刚度，可能会降低原有系统的气动弹性稳定性，大大增加了气动弹性研究的难度。国内外的型号设计中常常遇到各种气动弹性问题的困扰二战中德国的V-2火箭遇到颤振而导致结构破坏；我国“飞豹”飞机的研制过程中也曾遇到方向舵的颤振。
高超声速飞行器，发射降落过程经历爬升、巡航、下降、降落等多种飞行模式，导致飞行过程中环境变化剧烈（包括气流、温度、湿度、高度的剧烈变化）各种环境因素对飞行器动力学有显著的影响，例如由于温度的剧烈变化需要考虑材料力学性能的非线性；气流激振会使整个结构的高阶模态参与运动，会引起飞行器的非线性振动，影响运行姿态。由于超燃发动机与机体整合为一体，使得结构弹性振动与机体燃烧动力学强烈耦合，呈现强时变性。总之，高超声速飞行器动力学呈现明显的三强特征（包括强非线性、强时变性、强耦合性），给天地一致的动力学建模带来挑战。这就需要对使飞行器安全可靠、合理有效的动力学建模进行深入的理论和
试验研究，也是进一步研究飞行与姿态控制系统、导航与制导系统设计的前提和基础。另外高超声速飞行器飞行动力学、姿态动力学以及机体结构振动耦合非线性动力学模型，属于典型的高维非线性系统，若利用现有的控制理论直接在此基础进行控制器设计将无法得到有用、可靠的控制系统。另一方面高维非线性系统的大部分动力学行为，往往取决于系统低维流形上的动力学，因此需要发展适于高超声速飞行器的特点的降维简化方法，结合控制器设计要求和多物理场因素对动力学影响程度的分析，得到有效的包含本质非线性因素的低维简化机理模型，从而得到更一般的结果。所以有必要建立起飞行器的非线性模型，对其进行分析研究。
从国外已有的文献来看，已对高超声速飞行器进行了大量的研究，但由于高超音速气动弹性系统本身的复杂性，很多技术尚不成熟，还处于攻关阶段。DavidB.Doman等人对高超声速飞行器进行了一系列的研究，用活塞理论对飞行器表面受力进行了分析，讨论了机身柔性变形、控制面受力等方面对飞行器性能的影响，但是没有考虑到机身非线性大变形所带来的影响。Schmidt.D等人对高超声速飞行器的反馈控制和传感器的摆放位置问题进行了研究，得出了反馈控制率和传感器摆放的最佳位置。
国内关于高超声速飞行器的研究也是越来越多，北京航空航天大学吴森堂，许仁牛等研究了高超声速飞行器的非线性随机控制方法，提高了系统状态的估计精度，西北工业大学叶正寅教授对热环境下气动弹性问题进行了一系列的研究，讨论了操纵面机构等对气动力的影响。朱亮，姜长生，方炜研究了空天飞行器超声速和高超声速飞行条件下六自由度仿真模型,该模型包含了完整的六自由度动力学方程和运动方程。所得结果可以用于未来高超声速飞行器或新一代单级入轨运载器轨迹优化、姿态控制等问题的概念设计和仿真研究。
学科前沿论文 姓名刘清扬 班级01811101 学号1120110217
学科前沿论文 —关于高超声速飞行器 刘清扬 高超声速飞行器的研究背景 多少年来,飞向太空，飞得更高，飞得更快，一直是人类孜孜以求的梦想。然而人类真正的飞行史仅有百年。有清楚文字记载的人类首次飞行在1903年12月17日，美国莱特兄弟的飞机试飞成功，其飞行速度为56千米/时，飞行距离36.6米，飞行时间12秒。这个简单的飞行器开创了人类飞行的新纪元元。 在二次大战期间，由于受到战争需求的强烈驱动，飞机的飞行速度迅速提高，当时战斗机的飞行速度已高达640千米/时，飞行高度9千米。从1947年10月14日美国由火箭推动的X-1飞行器实现了超声速飞行，飞行速度为1127千米/时（马赫数1.06）、飞行高度1.3千米，到20世纪六七十年代超声速战斗机飞行速度达2200千米/时（马赫数2.11）、飞行高度19千米，在不到20年的时间里，人们克服“声障”，实现了从亚声速到超声速飞行的跨越。 马赫数5以上最早的高超声速飞行是由美国的X-15飞行器在七十年代实现的，其飞行速度为7297千米/时、飞行高度30.5千米。它是一种由火箭驱动的实验性飞行器，具有可在大气层内外飞行的能力。它先由波音公司的B-52轰炸机带到12千米高空投放，然后开始自主飞行。这种飞行器已具有一些超声速飞行器所没有的高超声速飞行器的特色，它不再以翼型理论作为主要设计基础而应用了升力体的新概念，采用了镍质合金的热防护结构以克服高超声速流动特有的气动热问题。在X-15的头部附近还增设有射流孔可用于飞行姿态控制，而传统飞行器的姿态控制都是由舵翼来实现的。更高的飞行速度是由航天飞机实现的。 美国的航天飞机从360千米地球近地轨道再入大气层时，其飞行速度可高达马赫数25。如果以地面声速作度量，这个速度可换算为30600千米/时。尽管已经初步实现了高超声速飞行，但是真正的高超声速飞行时代尚在人们的期待之中。美国气体动力学家安德森在他最近的一本计算流体力学的教科书中写道：“21世纪早期，在世界的某一主要机场，一架漂亮的流线型飞机滑向跑道，加速起飞，迅速爬升，几分钟之后，就在大气层内达到了高超声速，很快地消失在人们的视线之外。这时它的超声速燃烧推进系统继续提供足够的推力，使其飞行速度高达8000千米/时，顺利地进入地球近地轨道。”他强调这不是科学幻想，未来的高超声速飞行器将在新世纪的早期成为现实。依据飞行器飞行速度的增长趋势，纵观航空航天百年发zhan 史，这种对高超声速飞行器的推测是合理的。 高超声速飞行器的应用背景是显而易见的：作为运输客机，它可以在两个小时之内由北京飞抵纽约，实现环球旅行的早出晚归；作为跨大气层的空天运输器，它可以帮助人们实现经济、高效的太空开发和利用。高超声速飞行器也是空天做战必须的武器,以其高超的特性实施突防,使敌方难以做出有效的反应,而急速精确地打击目标,同时发射平台还无需进入危险区域,大大提高自身的生存力,显然其做战效能是非常高的。高超声速飞机采用超音速燃烧式冲压发动机，它可以吸入空气中的氧气作
学科前沿论文 上了这么多节的学科前沿讲座的课我就我感觉印象深刻的几节谈谈我的收获和感受。首先说说压缩机，压缩机分活塞压缩机，螺杆压缩机，离心压缩机等。活塞压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器) 及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。一般家用冰箱和空调器的压缩机是以单相交流电作为电源，它们的结构原理基本相同，但是两者使用的制冷剂有所不同，至于具体的我就不多说了。下面根据老师所讲以及我自己课后学习进一步介绍压缩机。 首先，压缩机的运用场合。制冷和空调行业中采用的压缩机有5大类型：往复式、螺杆式、回转式、涡旋式和离心式，其中往复式是小型和中型商用制冷系统中应用最多的一种压缩机。螺杆式压缩机主要用于大型商用和工业系统。回转式压缩机、涡旋式压缩机和往复式压缩机主要用于家用和小容量商用空调装置，离心式压缩机则广泛用于大型楼宇的空调系统。 最重要还是说说压缩机在中国的情况。第一，在国内压缩机供应不足的情况下，中国每年还需适量进口。主要贸易国家是德国、美国、意大利、日本、丹麦、巴西、韩国等。而中国厂家通过对各国技术的引进，生产的压缩机的质量和品质都有了较大的提高。 接下来谈谈我听的另一节课，关于无损检测技术的。科普一下，无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分
等物理、化学情报所采用的检查方法。那么无损检测技术有什么作用呢？无损检测技术在食品加工领域，如材料的选购、加工过程品质的变化、流通环节的质量变化等过程中，不仅起到保证食品质量与安全的监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。 无损检测是重要的，为什么呢？无损检测是控制产品质量最可靠的方法。执行不好的无损检测能够引起安全问题，使进口商受到严重的经济损失，更可怕的是会影响您公司的声誉。下面根据我百度学习的科普一下无损检测技术在中国的情况。国内的无损检测学会会定期举办培训班，并进行相关的考试认证。而这类无损检测培训认证大多都在各种不同领域、地域的无损检测学会进行，具有一定的独立性，这种独立性不利于行业的流通，但更加所归属的技术更加深入。但最近也有整合与优化的趋势。这种优化，也利于统一国内的多种培训考核标准，加快行业发展。这就是无损检测技术的概况。
研究生课程论文封面 课程名称控制科学发展前沿讲座教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业 所在院系自动化学院 类别: 硕士 日期:
对智能控制技术的认识 1 引言 随着计算机、材料、能源等现代科学技术的迅速发展和生产系统规模不断扩大，形成了复杂的控制系统，导致了控制对象、控制器、控制任务等更加复杂。与此同时，对自动化程度的要求也更加广泛，面对来自柔性控制系统(FMS)、智能机器人系统(IRS)、数控系统(CNS)、计算机集成制造系统(CIMS)等复杂系统的挑战，经典的与现代的控制理论和技术已不适应复杂系统的控制。智能控制是在控制论、信息论、人工智能、仿生学、神经生理学及计算机科学发展的基础上逐渐形成的一类高级信息与控制技术。智能控制是自动控制发展的高级阶段。 2 背景和意义 现代科学技术的迅速发展，生产系统的规模越来越大，形成了复杂的大系统，导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化。别一方面，人类对自动化的要求也更加广泛，面对来自旬电力系统、工业生产过程控制系统、智能机器人系统、计算机集成制造系统（CIMS）、核电站安全运行控制、航空航天及军事指挥系统等复杂性系统的挑战，传统的自动控制理论和方法显得已不适应于复杂系统的控制。能否建立新一代的控制理论方法来解决复杂系统的控制问题，已成为各国控制学术界所共同关心的热门研究课题。 近年来人们开始认识到，在许多系统中，复杂性不仅仅表现在高维性上，更多则表现在：（1）被控对象模型的不确定必；（2）系统信息的模糊性，信息模式；（3）高度非线性；（4）输入（传感器）信息的多样化；（5）多层次、多目标的控制要求；（6）计算复杂性和庞大的数据处理以及严格性能指标。自然，对于复杂系统需要在传统的控制理论基础上结合其它学科的知识，建立一种更有力的控制理论和方法，以解决上述提到的问题。智能控制就是在这种背景下提出和形成的。 人类对智能机器及其控制的幻想与追求已有三千多年的历史，然而，真正的智能机器只有在计算机技术和人工智能技术发展的基础上才能成为可能。人工智
《管理理论前沿》教学大纲 （NEW THOUGHTS IN MANAGEMENT THEOTY） 一、编写说明 （一）、本课程的教学目的和要求 通过本课程的教学，使学生了解管理理论的一些最新发展，同时为博士论文的写作提供启迪。 （二）、大纲的教学体系 由3位教授共同承担，每人承担三分之一，以教师讲授为主，也组织学生的课堂讨论。 二、教学大纲内容 第 1 章张维迎的公有制委托代理模型及其改进 一、张维迎的公有制委托代理模型 1张维迎的公有制委托代理模型的假设1: 两个等级体系,每个等级体系的代表跨度与管理跨度都相等。 2张维迎的公有制委托代理模型的假设2：每个等级体系的积极性转换系数相等。 3张维迎的公有制委托代理模型的假设3：每个代理人所创造的归委托人拥有的剩余与这个代理人的工作积极性在数值上相等。 4张维迎的公有制委托代理模型的假设4：每个代理人所创造的剩余都相等。 5张维迎的公有制委托代理模型的假设5：监督成本是监督努力的2次函数。 二、对张维迎的公有制委托代理模型的假设的改进 1改进后的假设1：两个等级体系中的代表跨度与管理跨度都不一定相等。 2改进后的假设2: 每个等级体系的积极性转换系数不一定相等。 3改进后的假设3: 每个代理人所创造的剩余与这个代理人的工作积极性在数值上不一定相等，前者是后者的函数。 4改进后的假设4: 每个代理人所创造的剩余不一定相等。 5改进后的假设5: 监督成本是监督努力的一般函数，其一阶导数与二阶导数都为正。
第 2 章 企业的委托代理模型 一、“联合确定基数法”模型简介 1 “联合确定基数法”的优良性质及其证明 定理1 设委托人对利润（或销售额等正指标）的要求数为D ， 代理人自 报数为S ，合同利润基数C=（D+S ）/2，期末代理人通过最大努力的实际完成 数为A ，超额奖励比例（歉收分摊比例）为P 1，少报受罚比例为P 2。则代理人 为追求自身的净收益最大，会自动地使其自报数等于期末最大实际完成数（此 处假定代理人对自己的实际能力具有完全信息，即他知道自己通过最大努力后 到期末实际能完成多少），即S=A 2 参数关系的总结： 0<21 P
P 2>WP 1 3 从“歉收分摊”到“歉收不补” 定理4 当联合确定基数法中的“歉收分摊”规定变为“歉收不补”时， 联合确定基数法的优良性质仍然成立，并且参数关系式不变。 4 从确定利润基数到确定费用基数 定理5 把联合确定基数法从确定利润基数转为用于确定费用基数时，设 委托人要求的费用控制水平为D ， 代理人自报费用控制水平为S ，合同数C= （D+S ）/2，期末代理人通过努力能够达到的最低费用控制水平为A ，节省奖
清华大学 学科前沿讲座课程报告题目： 系别：环境科学与工程系 专业：环境工程 姓名：某某某 2008 年月日
中文摘要 以全球变暖为标志的气候变化引起世界范围内的广泛关注，气候变化对粮食生产的影响是关系粮食安全的重大问题。开展气候变化对冬小麦产量影响的数值模拟研究对科学制定农业政策以应对气候变化具有重要意义。 在采用1999年～2001年北京市永乐店冬小麦田间试验资料进行ThuSPAC-Wheat和CERES-Wheat模型参数率定的基础上，模拟和分析了1951～2006年气候变化条件对冬小麦产量的影响。进一步设置7种气候变化情景，应用CERES-Wheat模型进行产量模拟，分析不同气候变化情景下产量的变化。 关键词：气候变化产量冬小麦ThuSPAC-Wheat CERES-Wheat
ABSTRACT Climate change has raised attention worldwide, whose impact on crop yield is closely concerning to food security. So it is vital to assess its impact by numerical simulation. Based on the calibration of ThuSPAC-Wheat and CERES-Wheat models, using the field experiment data of Yongledian Winter Wheat Station from 1999 to 2001, and the meteorological data from Beijing Weather Station from 1951 to 2006, the climate change impact on the potential wheat yield is studied. In addition, yields in different climate change scenarios are simulated. Model simulation using genetic parameters of Jingdong No. 8 shows that in ThuSPAC-Wheat Model, the wheat yield, the top weight and the LAI are well simulated, and in CERES-Wheat Model, the growth period and yield are well simulated. Keywords：Climate change yield winter wheat ThuSPAC-Wheat CERES-Wheat
人力资源管理学科热门研究及前沿理论 1.薪酬性股票期权激励制度 所谓的股票期权，是公司所有者根据股票期权的计划规定，向其代理人提供的一种在一定期限内按照某一既定价格购买本公司的股份权利。薪酬性股票期权激励制度，是一种新的激励约束制度。现在股份制公司的管理实践中，由于所有权与经营权分离、信息不对称的客观存在，委托—代理问题凸现，并由此形成了现代股份制公司中许多偏离利润最大化目标的行为特征。经理人工作的努力程度和决策的适当程度都会影响到公司利润的实现。股东与经理人之间的委托—代理问题主要是一个道德危害。为了防止“道德风险”，委托人增加对经理人的监督是有意义的。然而监督是有成本的，通过有效的激励机制设计来调和股东与经理人之间的利益冲突，将是解决委托—代理问题的上乘之选。 2.从人工低成本到人本高素质——绿色发展与多重转型背景下中国企业HR战略竞争优势转换提升困境、问题及对策研究 顺应全球“绿色化发展”的时代大背景及国际竞争格局演化大趋势，立足中国“发展中人口大国”的基本国情，以人为本深层开发、充分发挥中国（特别是企业）HR动态比较优势，是21世纪上半叶中国实现经济崛起、社会转型、文化复兴的基本指向和战略要求。目前及今后相当长时期内，国际经济与中国社会正在经历着一系列历史性、战略性转变。中国企业如何抓住机遇、应对挑战，适时推动HR战略竞争优势从“人工低成本”到“人本高素质”的动态提升转换，就成为一个关系到中国企业能否从“中低端制造”走向“高科技创造”从而实现长程可持续发展的重大现实问题和理论课题。 3.电子化人力资源管理 电子化人力资源管理（eHR-e Human Resource）是基于先进的软件和高速、大容量的硬件基础上的新的人力资源管理模式，通过集中式的信息库、自动处理信息、员工自助服务、外协以及服务共享，达到降低成本、提高效率、改进员工服务模式的目的。它通过现有的网络的技术相联系，保证人力资源与日新月异的技术环境同步发展。 4.员工幸福感 员工幸福感是指员工对工作经历和职能的整体质量评价。现代意义上的幸福感研究中，比较有影响力的两种取向是主观幸福感的和心理幸福感，它们的哲学基础分别是快乐论和现实论。心理幸福感和工作满意度都是工作绩效的预测因子，而心理幸福感的概念比工作满意
前沿讲座总结 时光荏苒，不知不觉，我的研究生的生涯已经度过了一半的时间。虽然仅仅是一年的时间，但已经足以使我对其有一个整体的把握，并使自己逐渐融入其中，享受其中。同时，时间的流逝，更让我对接下来的日子感到珍惜。以下就结合研一这段时间曾参加的前沿讲座和学术沙龙活动，并谈谈自己的些许感悟以及总结。 前沿讲座作为了解学科的学术研究领域、方法和方向的一种重要形式，在学习中起着极为重要的作用。因此，我积极参加了学院和学校组织的前沿讲座。研一期间，我参加了心理健康、原是校园行、数据库培训、名师讲坛以及学术沙龙等诸多讲座。这些由诸多国内外学科最前沿的学者专家所做的精彩的讲座，为我们提供了了解国内外最新、最先进学术知识和科研进展以及学科研究方向的机会。同时，这些讲座使我的专业素养和个人心理素质都得到了很大提升，并对我的学术认识、观点以及今后的研究生学习提供了巨大的帮助。 2015年11月9日，是我第一次参加院士校园行系列的讲座。由David院士不远万里，从大洋对岸来到我们交大，给我们带来一场精彩的讲座。 2011年全国博士生学术论坛由北京交通大学承办，其中我参加了由机电学院承办的载运工具运用工程分论坛，听取了李强教授、任尊松教授做的专家点评。通过此次高水平的论坛学习了在载运工具结构设计与动力学分析、结构疲劳及可靠性、故障诊断技术及试验技术、安全与检测控制技术、先进动力技术、节能技术及环境保护等多方面知识。 还参加了几期学术沙龙，几位本学院的博士深入浅出的讲解让我收获很大，他们结合自己的课题，讲的生动详细。主要参加了这些方面的讲座，听取了丁万和聂蒙博士分别就机器人的创新和钢轨打磨的研究做的报告，对并联机器人的基本概念，研究现状以及国际研究前沿有了大概的了解，并第一次接触了钢轨打磨的知识，深刻体会到当前我国钢轨打磨方面研究的落后，拓宽了我们的视野。听取了金涛涛博士关于混合动力传动系统国内外研究现状及研究方向，着重学习了一种双模式混合动力传动系统，同时了解了美国的学习、科研生活，开阔了我们的视野。听取了姚燕安老师关于机构与机器人学方面的研究，在并联机器人的滚动步态设计、可变形车轮缩放比计算、两足步行机构设计及魔方内部结构设计等方面的内容。在上述讲座中，都与主讲博士进行了较好的互动，及时把自己的疑惑与博士进行了交流。 在论文写作方面听取了曹文平博士就“如何在一流IEEE杂志上发表高质量学术论文”的报告。曹博士结合自己多年来在电工机械、电力传动领域的研究成果和在一流IEEE杂志上发表高质量论文的经历，以自己发表的一篇研究论文为例，从论文的整体结构、标题引文、正文写作、结果分析、标点符号等方面，深刻剖析了每个环节的写作要点和注意事项。通过这个讲座我对英语科技论文写作的语言使用以及投稿过程中遇到的一些问题都有了了解。Vittal Prabhu博士介绍了制造业中的分布式控制应用现状，对分布式在企业中的应用有了很好的了解。 此外机电学院研究生辅导员潘显钟与我们分享近年来机电学院研究生就业去向，帮助我
土木工程发展前景 07工程管理张清0704060365 南京理工大学泰州科技学院土木 摘要：目前我们的土木工程变为好多的系统专业，系统专业的改进和渐渐的单一精确是我们适应与世界发展的必要，可是依据现在的世界人口是我们是人才和技术的竞争，转而想一下，要是再过几个世纪人口逐渐的减少，我们的专业是不是还是很手欢迎呢！也许有人会说：“那个时候我们是要限量的口子制人口的。”或是我们可以把我们的知识放在电脑里存放啊！美曰：时代的前进和我们的命运是否由自己来安排。我们的土木工程专业有几人可以认的是什么？有几人可以说出是什么？ 关键词：发展历史前景新技术 Abstract: at present, our system of civil engineering specialty, to a lot of improvement and professional gradually to the single accurate is our world and the necessary, but according to the development of the world's population is now our talents and technology is the competition, to think about, if again after centuries of population, we are still very popular professional hand! Maybe someone will say: "that we want to measure to control population." cut Or we can put our knowledge on the computer! Beauty: advanced and our destiny is by himself to arrange. Our civil engineering specialty several people can recognize what? Some people can say what it is? Keywords: new technology development history prospects 土木工程发展历史 要了解土木工程的前景，我们先来看看土木工程的发展历史，他已经有悠远的历史了，总的来说分为三个阶段。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～ 19世纪，在长达两千多年时间里，砖和
学科前沿讲座 题目《让乡村文化回到原点》 学院: __艺术与传媒学院 __ 班级: 14120205 学号: 14120205127 姓名: 王荣 专业:___环境设计______ _ 指导教师:___雷柏林 二零一六年十月
摘要 “美丽乡村”不只是一种生活理念，它首先是一种生活方式、生活状态。美丽乡村的建设应该让乡村在文化上回到它的原点。美丽乡村的建设离不开政府与乡村人民的支持。对于政府即是大力的扶持；对于乡村人民，是需有长远、发展的眼光看待，并支持美丽乡村的建设；对于建造者来说，是学习对象级的乡村文化，建设出乡村文化底蕴的美丽乡村工程。拒绝打着“美丽乡村”的旗子做一些破坏乡村文化，谋取私利的事情。努力做好“美丽乡村”的建设，不仅乡村美、村民“美”、更要文化美。努力使“美丽乡村”的创建理念融入并成为农村文化的重要组成部分。 关键词：建设；原点；乡村文化；
乡村文化不仅具有不同地域风情也同时具有乡村自带的淳朴美。而“美丽乡村”不只是一种生态理念，它首先是一种生活方式、生活状态。美丽乡村建设应该让乡村在文化上回到它的原点。而不是一味地追求与城市相媲美的城市风。这种哗众取宠的建设理念，只会让乡村文化受到极大的冲击与破坏。那这样的建设追求我们还有支持的必要吗？ 我的家乡也有类似这样的新农村建设，虽然我不曾感受过这样好的政策。但每每经过它时，父母就会给我讲这个村是经过美丽乡村的建设之后的村子，这就是清池村。它位于陕西省延安市洛川县石泉乡，依山傍水，风景秀丽，气候温和，民风淳朴。主要农产品：苹果、葡萄、西洋菜、西瓜。 它的建设并没有破坏当地的文化与生活。自己家依旧是自己的家，自己的果园，自己家的地依旧是自己家的地，只是生活整体环境更加的美，处处都有生机，处处都是生态的美。所以，新农村的建设不仅提高的村民的生活环境的质量，同时也使乡村人民的干劲越来越足。因为好的生活环境不仅便于人们的住、行，同时也增加了乡村人民的幸福感。 南门村，一个沉寂千年的王朝遗梦。南门村广东省最具有文化特色的乡村旅游目的地，具有得天独厚的历史文化资源和保存完好的古建筑群。 作为广东首批古村落斗门南门村自明朝永乐元年建村，至今已有600多年的历史。村中有监狱明代的赵氏祖祠菉漪堂，建于清代及民国初年的逸峰、崑山、意圹、意乡等五座祠堂以及一大批富含明、清民居建筑艺术特色的古村庄。 目前有关方面欲将南门村赵氏祖祠菉猗堂及古建筑群进行全面重新修缮，并申报国家级文物保护单位，相关审批工作正在进行。南门村在申报国家文物保护单位的同时，当地政府也在同步着手菉猗堂、古建筑群及赵家庄进行包装和旅游业的开发，计划打造成一座不逊于“苏州园林”的皇家景观，开发以皇室变迁为主线的旅游景点。 根据规划，按照国家有关文化保护法规，在不改变文物原状的前提下，对南门村古建筑群做整体的修缮，拆除后来修建的水泥等建筑物，并将历次重修中被后人误改成的结构按照古制重新处理，重现宋王朝“皇室庄园”盛况。 这样的美丽乡村规划的工程量是庞大的，其中的问题也是会存在的。但是我个外人认为美丽乡村的建设首重在乎的是，乡村文化的不被破坏，还有人民的有益之处。 首先，我想从文化的视角来思考关于美丽乡村的建设： （1）从自身角度。一是我们需要建设美丽乡村的前提是我们必须提高自己的文化素
数学学科发展前沿调研报告 一、数学学科及数学教育的地位和作用 1．数学学科的地位和作用 数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位，与理、化、生等学科不属于同一层次，因此不是自然科学的一种。把科学分为自然科学、社会科学和数学科学三大类， 这种观点更为学术界所认可。 恩格斯曾说过：“数学在化学中的应用是线性方程组，而在生物学中的应用是零”。但是，在当今高科技时代，自然科学和社会科学的各领域的研究进入到更深的层次和更广的范畴，在这些研究中数学的运用往往是实质性的，数学与自然科学和社会科学的关系从来没有像今天这样密切。许多一度被认为没有应用价值的抽象的数学概念与理论，出人意料地找到了它们的原型和应用。恩格斯所描述的状况早已成为历史。我们略举若干侧面，表明数学的渗透和应用。 数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。美国自然科学基金会最近指出：当代自然科学的研究正在日益呈现出数学化的趋势。 无论是电子计算机的发明还是它的广泛使用都是以数学为基础的。在电子计算机的发明史上，里程碑式的人物图林和冯?诺依曼都是数学家，而在当今计算机的重大应用中也无不包含着数学。因而，美国国家研究委员会在一份报告中把数学与能源、材料等并列为必须优先发展的基础研究领域。 信息技术已被广泛地应用于方方面面，高科技往往在本质上是一种数学技术。事实上，从医学上的CT技术到印刷排版的自动化，从飞行器的模拟设计到指纹的识别，从石油地震勘探的数据处理到信息安全技术等等，在形形色色的技术背后，数学都扮演着十分重要的角色，常常成为解决问题的关键。 数学已经广泛地深入到社会科学的各个领域。例如，用数学模型研究宏观经济与微观经济，用数学手段进行社会和市场调查与预测，用数学理论进行风险分析和指导金融投资，在许多国家已被广泛采用，在我国也开始受到重视。在经济与金融的理论研究上，数学的地位更加特殊。在诺贝尔经济学奖的获得者当中，数学家或有研究数学的经历的经济学家占了一半以上。 美国前几年职业排行榜的250种职业中，数学家（指各行业中从事数学建模、仿真等应用的数学家）名列第五位，前四位分别是网站经理、保险精算师、电脑系统分析师、软件工程师，他们也都需要有很强的数学背景。 总之，数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。 2．数学教育的地位和作用 数学是人类社会进步的产物，也是推动社会发展的动力之一。数学与人类文明、与人类文化有着密切的关系。数学在人类文明的进步和发展中，一直在文化层面上发挥着重要的作用。 数学不仅是一种重要的“工具”或“方法”，也是一种思维模式，即“数学方式的理性思维”；数学不仅是一门科学，也是一种文化，即“数学文化”；数学不仅是一些知识，也是
课程考试论文 课程名称：学科前沿专题 论文名称：管理科学与工程学科现状与趋势的研究院（系）： 专业： 学生姓名： 学号： 授课教师： 年月日
管理科学与工程学科现状及趋势研究 摘要：管理科学与工程作为一级学科，侧重于研究同现代生产经营、科技发展相适应的管理理论和方法，应用现代科技成就，阐明和揭示管理活动的规律，发展管理的理论、方法和工具，提高管理效率。本文通过检索文献，利用文献计量分析方法分析了国内外管理科学与工程学科发展的现状以及研究热点领域，并重点就国内外热点的形成原因以及热点内容的异同进行了研究，可以为我国的管理科学与工程学科建设及发展提出一定的参考依据。 关键词：管理科学与工程; 文献检索; 热点领域 1引言 管理科学与工程学科是为研究人类组织管理活动规律及其应用提供理论和方法的学科，更侧重于管理科学的基础与前沿。它综合运用系统科学、管理科学、数学、经济学和行为科学及工程方法，结合信息技术研究解决社会、经济、工程等方面的管理问题的一门学科。这一学科是我国管理学门类中唯一按一级学科招生的学科，覆盖面广，该学科的设置起源于1978年改革开放后社会对科学管理的巨大需求，是依托自然科学与工程科学首先发展起来的一门以管理科学基础理论、管理技术、管理方法与工具等为主要研究领域的学科。与管理科学的其他学科相比，它更侧重基础与前沿，研究方法也更多地采用定量化的分析与综合，较多地运用数学模型和计算机技术，数学、系统科学、行为科学、信息科学是管理科学与工程学科的基础。 国外管理科学的产生和发展经历了科学管理、行为科学、管理丛林三个阶段，我国管理科学的发展经历了改革开放以前的仿苏初创，1977年到1995年的重建发展和近10年的繁荣创新三个阶段。可见我国管理科学的研究和具体实践进入科学管理和管理科学丛林阶段均比西方国家晚。 本文对国内外管理科学与工程各领域的研究内容、热点进行了分析和比较，以发现国内外研究的差距，旨在促进我国管理科学与工程研究的进一步发展[1]。 2 管理科学与工程学科前沿国外研究的现状及内容 2.1国外研究现状 从总量来看,国外管理科学与工程研究的主要内容包括决策与对策理论、组织理论、运筹与管理;其次是信息技术与管理、管理系统工程、评估技术、复杂性研究和一般管理理论;而管理思想史、管理心理与行为理论、预测技术、数量经济分析方法、工业工程等领域论文
嵌入式系统在工业控制中的应用 摘要：嵌入式系统在工业控制的应用中占据重要领域，uC/OS-II实时操作系统(RTOS)是嵌入式系统开发的有力工具，本文主要利用uC/OS-II操作系统来具体实现一个嵌入式工业控制系统。同时，所讨论的实时系统的研究，为在一个系统中同时多个实时任务提供了可能性。 关键字：实时性嵌入式系统工业控制 0. 引言 嵌入式技术是21世纪最有生命力的新技术之一，目前已经广泛应用于社会生活的各个方面。嵌入式系统的应用与开发则是当今计算机行业发展的一个热点。现今嵌入式软件的应用与开发的领域主要有：国防、移动通信、电子、办公自动化、机/车顶盒、掌上电脑（或PDA）、手机软件、工业控制、信息家电等领域。工业等各部门对智能控制需求的不断增长，对嵌入式微处理器的实时性、运算速度、可扩充能力、系统可靠性、功耗和集成度等方面提出了更高的要求。 1. 嵌入式系统与工业控制网络 美国电气工程师协会（IEE）的一个定义：嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统的设备。嵌入式系统通常具有如下特性：（1）通常只执行特定功能；是在特定领域内完成特定的功能的专用计算机系统，比如，它可用于一种工业仪器，也可能用于航天设备中的某个电子装置。这一点与一般桌上型办公设备或数据库系统有很大区别。 （2）嵌入式系统中硬件配置一般是根据系统的性能指标来确定的；除了附加的调试接口外，没有多余的硬件设备，一般是以计算机周边器件构成核心，其规模可在大范围内变化。如从8051芯片到X86芯片。而且嵌入式系统中是软件和硬件紧密结合。 （3）严格的时序和稳定性要求；这是因为在机器控制的大型系统中，程序运行稍有差错则可能使得整个系统失去控制，甚至酿成灾害。而且系统一般不进行交互动作，所以要求系统的自动运行要稳定、纠错能力强，可靠运行。
摘要 机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。 关键词机械工程的发展机械工程的展望未来的发展方向
前言 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
正文 一、机械工程的发展 20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。 20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。 机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。 从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。 20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。 二、机械工程的展望 1．机械工程未来展望 日前，由中国机械工程学会组织编写、中国科学技术出版社出版的《中国机械工程技术路线图》在京隆重推出。该书在历时一年多的编写过程中，倾注了包括19名两院院士在内的100多名专家的心血，横跨中国机械工程技术11个领域。它的出版有望在未来的20年中，引导我国机械制造技术实现自主创新、重点跨越、全面发展。 当今世界科技创新日新月异，信息化、知识化、现代化、全球化的发展势不可当，新兴发展中国家快速崛起，世界经济和财力正处于大调整、
《网格技术与应用》 ——姓名：陈曦学号：10Z0246 一、网格技术原理（黑体、四号） 网络的变化，可谓日新月异，相应的网络标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是XML，表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具，将会出现爆炸式的发展。 1、什么是网格计算？ 网格计算即分布式计算，是一门计算机科学。它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。 网格计算是一项逐渐形成的技术，不同的人会给出不同的定义。实际上，网格计算的定义很简单：使用网格计算技术，可以将一组服务器、存储系统和网络组合成一套大的系统，并提供高质量的服务。对终端用户或者应用，网格计算像一个巨大的虚拟计算系统。 网格技术允许组织、使用无数共享的计算机资源来解决问题。被解决的问题可能会涉及到数据处理、网络或者数据存储。该由网格技术结合在一起的系统，可以存在于同一个房间中，也可以分布在世界各地、运行在不同的硬件平台、不同的操作系统或隶属于的不同组织。基本的思想是赋予某些用户执行一些特定的任务，网格技术将平衡这些巨大的IT资源，来完成任务。本质上，所有的网格用户使用一个巨大的虚拟系统工作。 若想让这些成为现实，就需要开放的、目标统一的协议和接口标准。这样的
标准正在制定中，其所带来的益处也逐渐显现出来。 2、为什么集群连接、存储设备的网络、科研设施不是网格呢？ 这其中的每一个都可以是网格的重要的组成部分，而就单个组件而言，组件本身并不能建立网格。网格类型分为以下几种： ·计算网格，这些机器将处理数据，及其他繁重的工作。 ·抽取网格，一般情况下是从空闲的服务器和台式机上抽取CPU时间片，用作资源密集型的任务。 ·数据网格，为某一组织的数据知识库提供统一的接口，通过接口，可以查询、管理和保护数据。 3、网格计算的涵盖范围 图1-1 网格计算涵盖范围
学科前沿发展课程论文（设计） 题目：设施工程在农业中的发展前景 姓名：秦瑞 学院：生命科学学院 专业：设施农业科学与工程 班级：11级01班 学号：1307110118 指导教师：贾（双双）老师 2013年04月25日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 引言 (1) 一、农业发展阶段 (2) 二、农业设施 (3) 1、农业设施工程 (4) 2、设施农业现状 (5) 三、农业设施的发展前景 (6) 1、设施农业对农村经济结构的调整 (6) 2、现代设施农业发展趋势 (7) 四、结束语 (10) 致谢 (13) 参考文献 (13)
设施工程在农业中的发展前景摘要：我国农业发展至今，已有五千多年的历史。且，早在两千多年前就有蔬菜、花卉的温室栽培记载，但是直到近20 年来才得到较大的发展。设施农业是科技含量高、高投入、高产出、高效益的集约化生产方式，对我国的农业生产方式优化具有很大的借鉴和促进作用。设施农业在农业生产发展地位越来越重要。 关键词：农业设施、农业现状、发展前景、经济效益。 引言： “设施农业”一词是由“设施园艺”发展而来，而设施园艺是从日语中翻译过来的，西方国家没有明确对应的名词。目前所提出的“Environment Controlled Agriculture”(ECA)在含义上与之比较接近。而“Greenhouse”，“Plant Factory”都是设施农业中的一部分，在我国也有称“工厂化农业”的。由于“设施园艺”、“设施畜牧业”、“设施水产业”、“设施栽培”等相继沿用，作为一种新的农业生产类型，产生了设施农业。 设施农业属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的产业。它是利用人工建造的设施，使传统农业逐步摆脱自然的束缚，走向现代工厂化农业、环境安全型农业生产、无毒农业的必由之路，同时也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市，进一步满足多元化、多层次消费需求的有效方法。 发展设施农业，可有效提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率，提高农业素质、效益和竞争力，既是当前农业农村经济发展新阶段的客观要求，也是克服资源和市场制约、应对国际竞争的现实选择，对于保障农产品有效供给，促进农业发展、农民增收，增强农业综合生产能力具有十分重要的意义。 改革开放以来，在需求拉动、资金推动、政策带动下，我国
研究生课程论文课程名称：学科前沿讲座 姓名：臧宁宁 学号：1049731602549 学院：汽车工程学院 专业：车辆工程专硕 班级：163班 2016年 12 月 28 日
车网互联（V2G）技术浅析 臧宁宁 （武汉理工大学汽车工程学院；车辆工程163班；1049731602549） 摘要：针对城市高峰电力负荷大、持续时间短的特点，采用车网互联（V2G）模式，通过电动汽车集群晚间低谷充电，白天停驶时反馈给电网以支持高峰电力负荷，有利于城市电网削峰填谷，并提高能源利用效率。文章首先介绍了V2G研究的意义及其经济性，而后介绍了V2G的试现方法，V2G研究的关键问题：智能管理策略、双向充电器，最后对我国V2G技术的进一步发展提出了相关建议。 关键词：V2G：实现方法；智能管理策略；双向充电器 Abstract：For the city peak power load, short duration characteristics, the use of car network interconnection (V2G) model, through the electric car cluster evening trough charging during the day and suspended feedback to the grid to support the peak load, is conducive to urban power grid Valley, and improve energy efficiency. In this paper, the significance of V2G research and its economy are introduced. Secondly, the key techniques of V2G are introduced, such as intelligent management strategy, bi-directional charger, and some suggestions for further development of V2G technology in China. Keywords：V2G;implementation method; intelligent management strategy; bi-directional charger 引言 电动汽车以电为动力，作为智能电网的重要组成部分，其动力电池可以理解为电网中一个移动的分布式储能单元，具有清洁、高效、环保等特点。由此形成了“车—电”互联(Vehicle to Grid，简称V2G)的概念，即车辆与电网在受控状态下，实现能量、信息双向互动，将动力电池看成不仅是车辆的动力源，也是重要的移动储能介质。当车载动力电池需要充电，则电能从电网流向汽车。当汽车暂停使用时，也可以把车载电池中的电能反送给电网系统。电动汽车V2G充放电模式的应用，是电动汽车能源供给体系中的重要形式之一，也是智能电网建设的重要内容。采用V2G 模式可对电网起到削峰填谷的作用，从而减少电力建设投资，提高能源利用效率。 1.V2G研究的意义 现在的电网实际上效率并不是非常高，因为一是成本较高，再就是容易造成浪费。图1.1和1.2是电网的供应和需求图，将两图进行对比，可以看出：在用电高峰期，电网的供应难以满足需求，一般采用增建调峰电厂或调峰机组解决；而在用电低谷时，大量的电力被浪费。 图1.1 电网供应图 图1.2电网需求图 V2G的核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲，如图2所示。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电；而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电