Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2025 Vol.26 No.7 P.605-706

Cover:

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Contents:

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<<< CONTENTS

Review

Review: Technical development and future prospects of cooperative terminal guidance based on knowledge graph analysis: a review

Shuangxi LIU, Zehuai LIN, Wei HUANG, Binbin YAN

DOI: 10.1631/jzus.A2400317 Downloaded: 1189 Clicked: 1071 Cited: 0 Commented: 0(p.605-634) <Full Text> <PPT> 52

Chinese summary <4> 基于知识图谱分析的协同末制导技术发展与未来展望综述

作者：刘双喜¹，林泽淮²，黄伟¹，闫斌斌²
机构：¹国防科技大学，先进推进技术实验室，湖南长沙，410073；²西北工业大学，航天学院，陕西西安，710072
概要：协同制导是一种通过信息共享与协同效应实现对抗目标的方法，已成为导弹制导与体系化对抗领域的重要研究方向。本研究对当前协同制导研究进行了系统性梳理与分析：首先，基于Scopus数据库与CiteSpace软件对513篇文献开展文献计量分析，并通过关键词聚类、共现与突现评估研究热点并进行可视化呈现；然后，从相对运动建模、代数图论、多智能体一致性理论三个维度归纳协同制导基础理论；随后，根据协同结构与收敛性能对现有协同制导律进行归类综述；最后，从五个方面总结研究进展，提出基于五层架构（网络层、物理层、决策层、信息层、系统层）的发展框架，探讨协同末制导未来可能的发展方向。该框架重点聚焦网络化协同、异构化协同、一体化协同、智能化协同与集群化协同五个研究维度，旨在为后续研究提供发展趋势与思路参考。

关键词组：协同制导；制导律；多导弹；协同对抗；制导控制；攻击时间控制；攻击角度控制；一致性理论；CiteSpace分析

Research Article

Accuracy allocation method for five-axis machine tools based on geometric error cost sensitivity prioritizing tool direction deviation

Xiaojian LIU, Ao JIAO, Yang WANG, Guodong YI, Xiangyu GAO, Xiaochen ZHANG, Yiming ZHANG, Yangjian JI, Shuyou ZHANG, Jianrong TAN

DOI: 10.1631/jzus.A2400287 Downloaded: 1245 Clicked: 1227 Cited: 0 Commented: 0(p.635-651) <Full Text> <PPT> 23

Chinese summary <4> 基于几何误差成本灵敏度和姿态偏差先行的五轴机床精度分配方法

作者：刘晓健^1,2,3,4，焦傲^3,4，王阳^1,3,4，伊国栋^2,3,4，高翔宇³，张筱晨⁵，张益鸣^2,3，纪杨建^2,3，张树有^1,2,3,4，谭建荣^1,2,3,4
机构：¹浙江大学，宁波国际科创中心，中国宁波，315100;²浙江大学，流体动力基础件与机电系统全国重点实验室，中国杭州，310058；³浙江大学，机械工程学院，中国杭州，310058；⁴浙江省高档数控机床技术创新中心，中国台州，317500；⁵伦敦大学学院，机械工程系，英国伦敦
目的：现有五轴机床精度分配方法主要考虑位置偏差，而较少考虑刀具姿态偏差。本文旨在研究一种将刀具姿态纳入考虑的五轴机床精度分配新方法，同时兼顾成本和总体精度，从而得到以合理成本实现目标位置和姿态精度的分配方案，为机床精度正向设计提供量化参考。
创新点：1.提出优先考虑刀具姿态偏差的五轴机床精度分配方法；2.定义几何误差成本灵敏度以实现成本优化的精度分配。
方法：1.基于齐次变换矩阵构建由41个误差分量组成的五轴机床几何误差模型（公式(S1)~(S3)）；2.定义几何误差成本灵敏度（公式(5)），并在五轴机床直线轴和旋转轴总体体积空间中分析灵敏度；3.提出优先考虑姿态偏差的两步精度分配方法（图4）；4.将该方法应用于一台B轴-C轴双转台五轴机床的精度设计分配，并通过斜圆锥面特征工件的仿真计算验证所提方法的可行性和有效性（图10和11）。
结论：1.结合位置、姿态误差的成本和灵敏度分析，定义了兼顾成本和总体精度的几何误差成本灵敏度指标，并得出了机床精度检验准则和实现目标精度的算法；2.提出了先分配影响刀具姿态的误差分量、后分配其余分量的两步精度分配方法；3.通过对一台B轴-C轴双转台五轴机床的几何精度进行优化设计，使几何误差成本相比均匀分配方案降低了27.8%，从而验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词组：五轴机床；精度分配；几何误差建模；误差成本灵敏度；刀具姿态偏差优先

Multi-scale analysis of the self-vibration of a liquid crystal elastomer fiber-spring system exposed to constant-gradient light

Haiyang WU, Jiangfeng LOU, Yuntong DAI, Biao ZHANG, Kai LI

DOI: 10.1631/jzus.A2400194 Downloaded: 1550 Clicked: 1598 Cited: 0 Commented: 0(p.652-665) <Full Text> <PPT> 31

Chinese summary <5> 恒定梯度光下液晶弹性体纤维-弹簧自振系统的多尺度分析

作者：吴海洋，娄江风，戴云彤，张彪，李凯
机构：安徽建筑大学，土木工程学院，中国合肥，230601
目的：目前基于主动材料的自振动系统的解析解难以获得，阻碍该类自振动系统的设计与应用。本文旨在加深对液晶弹性体纤维弹簧系统的理解，并得到液晶弹性体纤维弹簧系统的自振动解析解和稳定性判据。
创新点：1.推导出液晶弹性体纤维-弹簧自振动系统稳定性判据；2.推导出液晶弹性体纤维-弹簧自振动系统的幅度和频率解析解。
方法：1.提出一种空间线性光场下的液晶弹性体纤维-弹簧自振动系统；2.通过数值计算确定两种不同的运动模式，并阐明自振动的机制；3.将控制方程线性化处理，并使用Hurwitz准则进行分岔分析；4.使用多尺度方法对控制方程进行分析，确定振幅和周期的解析解。
结论：1.系统的自振动模式和振幅及频率可由系统参数调节；2.运用多尺度方法对液晶弹性体纤维-弹簧自振动系统进行分析求解，得到的振幅和频率结果与数值结果一致，且计算效率大幅提升。

关键词组：自振动；恒定梯度光；液晶弹性体；多尺度法；纤维；弹簧振子

Flow loss characteristics in parallel confluence sections of tunnels

Xin ZHANG, Hao HE, Xiaofeng CHEN, Yachao LI, Tianhang ZHANG, Yuehui WANG, Kai ZHU, Ke WU

DOI: 10.1631/jzus.A2400405 Downloaded: 1280 Clicked: 1209 Cited: 0 Commented: 0(p.666-678) <Full Text> <PPT> 46

Chinese summary <5> 平行式汇流分岔隧道流动损失特性研究

作者：张欣¹，何浩¹，陈小峰^2,3，李亚超⁴，张天航^2,3,6，汪跃辉⁴，朱凯⁵，吴珂^2,3
机构：¹西安石油大学，电子工程学院，中国西安,710065；²浙江大学，平衡建筑研究中心，中国杭州，310028；³浙江大学，城市火灾安全工程研究中心，中国杭州,310058;⁴中国铁路隧道股份有限公司，中国郑州，450007;⁵中国计量大学，能源环境与安全工程学院，中国杭州,310018;⁶香港理工大学，智慧消防与城市韧性研究中心，中国香港，999077
目的：分岔隧道的平行式加速车道段中会产生空气和污染物的汇流现象，这给隧道通风排烟系统的设计及运营带来了难点和挑战。本文旨在探讨公路隧道平行式汇流段的流动特征及损失特性，并在此基础上，构建可供设计使用的隧道汇流损失系数的预测公式，以期为分岔隧道的节能型通风设计和高效控烟提供重要的理论参数依据。
创新点：1.通过解耦汇流比q和汇流角θ对平行式汇流段中流场特征的影响，阐明平行式分岔隧道的汇流损失机制；2.通过引入流场"突扩-渐缩"局部损失和流线夹角修正，提出能准确预测5°~15°平行式分岔公路隧道汇流损失系数的半经验理论公式，以弥补分岔公路隧道通风设计计算理论的不足。
方法：1.采用计算流体动力学方法，构建平行式汇流公路隧道气流运动的三维数学模型，并结合比尺模型，分析5°~15°的平行式公路隧道汇流段流动特征及损失系数随汇流比与夹角的变化规律（图8~12）；2.理论构建可供设计使用的平行式公路隧道汇流损失系数的半经验理论公式（公式(8)和(9)）。
结论：1.空气流经平行式汇流段时，两股速度不等的气流在平行加速段进行碰撞，形成速度不连续的断面，产生卷吸效应；在汇流比q较小时，主线高速气流卷吸匝道低速气流，使得平行加速段与渐变段连接处上部出现流动分离；而在q较大时，匝道高速气流卷吸主线低速气流，使得在汇流段靠近主线一侧出现流动分离。2.平行式汇流段损失主要是由结构突变及射流卷吸效应衍生的流速梯度变化、流线弯曲及流动分离引起的；伴随着q的变化，汇流前主线隧道与匝道间风量比Q与横截面积比φ的不匹配，将加大汇流段横断面的速度梯度，增强射流卷吸效应，强化流线弯曲及流动分离，从而产生更大汇流局部损失系数|K₁₃|和|K₂₃|。3.在q较小时，卷吸效应造成的流动分离范围及流线弯曲程度几乎不受θ影响，此时K₁₃和K₂₃基本不随θ变化；在q较大时，随着θ增大，主线一侧流动分离范围越小，匝道流线弯曲程度越弱，此时，主线和匝道汇流损失系数|K₁₃|及|K₂₃|均随之减小。4.基于Bassett公式，通过引入流场"突扩-渐缩"局部损失和修正流线夹角，提出了能够准确预测5°~15°平行式分岔公路隧道汇流损失系数的半经验公式。

关键词组：平行式分岔隧道；汇流比；流动特征；损失系数

Computational analysis of Ti-6Al-4V thoracic implants with a spring-like geometry for anterior chest wall reconstruction

Alejandro BOLANOS, Alejandro YANEZ, Alberto CUADRADO, Maria Paula FIORUCCI, Belinda MENTADO

DOI: 10.1631/jzus.A2400431 Downloaded: 1215 Clicked: 540 Cited: 0 Commented: 0(p.679-693) <Full Text> <PPT> 33

Chinese summary <4> Ti-6Al-4V胸壁植入物的计算分析：采用类弹簧结构实现前胸壁重建

作者：Alejandro BOLANOS¹, Alejandro YANEZ¹, Alberto CUADRADO¹, Maria Paula FIORUCCI¹, Belinda MENTADO^2,3
机构：¹拉斯帕尔马斯大学，机械工程系，西班牙拉斯帕尔马斯，35017；²加那利群岛技术研究所（ITC），生物医学工程系，西班牙阿里纳加，35118；³Osteobionix公司，西班牙圣卢西亚-德蒂拉哈纳，35118
目的：开发并评估用于胸壁重建的柔性胸壁植入物，重点提升相较于传统刚性植入物的机械性能与灵活性，旨在降低植入失败率并改善患者舒适度及活动能力。
创新点：1.引入类弹簧几何结构仿生肋软骨力学行为，显著增强了胸廓柔性；2.该设计结合先进制造技术实现复杂定制化植入，突破了传统刚性假体在胸壁重建中的局限性。
方法：1.建立包含骨骼与软骨的胸廓模型（简化排除肌肉组织），并模拟不同载荷条件下的胸壁重建场景，评估应力分布与灵活性；2.通过疲劳测试进一步验证植入物的长期耐久性。
结论：1.第三至第五肋间植入物展现出优异的机械性能与灵活性；2.第二肋出现过度刚度现象，需要针对性改进设计；3.该设计方案在维持应力均匀分布的同时可承受机械载荷，有望成为刚性植入物的可靠替代方案。

关键词组：胸壁重建；胸壁植入物；类弹簧结构；半环肋模型；计算分析

Effect of mesoporous FA-SiO₂ extracted from fly ash on the structural and photocatalytic properties of g-C₃N₄-based materials

Xianhua LI, Qingbo YU

DOI: 10.1631/jzus.A2400308 Downloaded: 2276 Clicked: 897 Cited: 0 Commented: 0(p.694-706) <Full Text> <PPT> 41

Chinese summary <4> 粉煤灰制备的介孔FA-SiO₂对g-C₃N₄基材料结构和光催化性能的影响

作者：李宪华^1，2，于清波^1，3
机构：¹安徽理工大学第一附属医院（淮南市第一人民医院），中国淮南，232001；²安徽理工大学，机械工程学院，中国淮南，232001；²安徽理工大学，材料科学与工程学院，中国淮南，232001
目的：g-C₃N₄骨架结构的精准控制是影响其催化性能的重要因素。本文旨在研究粉煤灰制备的介孔FA-SiO₂对g-C₃N₄骨架结构的调控作用，明确前驱体结构对目标催化剂结构与性能的影响。
创新点：1.首次利用从粉煤灰中提取的介孔FA-SiO₂对石墨型氮化碳的聚合过程进行调控；2.采用非等温动力学分析方法，研究了具有不同结构的SiO₂在热分解过程中对g-C₃N₄聚合行为的影响。
方法：1.通过SEM、XPS、TG等手段分析前驱体结构、氮化碳结构以及两者间的相互关系；2.采用非等温动力学分析方法研究不同结构的SiO₂在热分解过程中对g-C₃N₄聚合行为的影响。
结论：1.介孔结构FA-SiO₂通过限制DCDA热缩聚过程的方式获得化学键相互作用的FA-SiO₂/g-C₃N₄复合光催化剂；2.CN-0.3具有更好的可见光催化活性，最高可达原始g-C₃N₄的2.72倍。