互连是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组成部分,在那里它们将单个细胞电气连接以形成燃料电池堆栈。它们是造成整体堆栈成本和燃料电池寿命有限的主要贡献者,因此,在互连水平上进行的改进可以进一步推动SOFC的商业化。互连的有限寿命与当今使用的材料,铁素体不锈钢(FSS)有关。fss互连比以前使用的陶瓷更具成本效率,但是它们在SOFC中普遍存在的条件下降解:高温在600°C和850°C之间,以及P(O 2)梯度。发生的某些腐蚀现象,例如CR蒸发和连续的氧化物量表生长,分别会对阴极中毒引起的细胞性能负面影响,分别增加了电阻。已经发现这些现象通过涂层(例如(CO,MN)3 O 4(MCO)涂层或反应性元素涂层(例如CE)来有效地减轻。本论文在三个方面审查了这些涂层:(i)半导体尖晶石涂层影响互连的电阻,或者与在其下方持续生长的Cr 2 O 3比例相比,其电导率可忽略不计; (ii)即使在中等温度下,即使在涂层中也破裂,即650°C和750°C,或者使裂缝持续存在并增加Cr蒸发; (iii)是最先进的CE/涂层(10 nm Ce/640 nm Co)的长期稳定性,是否在35 000小时后具有有效。第二个方面不仅要了解腐蚀行为很重要,而且还允许大规模卷到滚动的PVD涂层,这比批处理涂层更具成本效益。在这项工作范围内阐明的另一种腐蚀现象是双重大气效应。如果FSS暴露于双重气氛,即与FSS暴露于仅空气大气相比,一侧的空气和另一侧的氢。关于为什么提出双重气氛效应的新理论,并通过排除所有其他可能性而间接验证它。讨论了影响双重大气效应的因素,并显示了双重大气效应如何部分缓解。
reflex的长度约为2.7 m,翼展约为1.1 m,质量约为约1.1 m。450kg。 它受大气外的氮冷气反应系统(RC)控制,并应在大气效应发挥作用时过渡到空气动力控制表面(Canards和Rudder)。 重新进入操作期间达到的最大马赫数约为5马赫。 除了能够驾驶优化的轨迹(自动在板载上生成)以减少热载荷外,Reflex还应通过相对于从入口界面测得的原始标题进行至少30°的转弯来证明可操作性。 出于本实验的目的,将入口界面放在60 km的高度上,因为大气的影响在此高度对可预见的轨迹显着。450kg。它受大气外的氮冷气反应系统(RC)控制,并应在大气效应发挥作用时过渡到空气动力控制表面(Canards和Rudder)。重新进入操作期间达到的最大马赫数约为5马赫。除了能够驾驶优化的轨迹(自动在板载上生成)以减少热载荷外,Reflex还应通过相对于从入口界面测得的原始标题进行至少30°的转弯来证明可操作性。出于本实验的目的,将入口界面放在60 km的高度上,因为大气的影响在此高度对可预见的轨迹显着。
航空的气候影响是由直接飞机排放产生的,以及由于这些排放而产生的大气影响。二氧化碳(CO 2)和水蒸气(H 2 O)是喷气燃料燃烧的天然副产物,具有直接的变暖作用。其他排放(如烟灰颗粒或氮氧化物(无X))通过引起地球大气中的过程而具有间接效果,包括通过烟灰颗粒吸收辐射的直接变暖,以及冰晶和臭氧的形成。CO 2以外的排放效应及其由此产生的气候影响通常被称为航空的非CO 2效应。据信,这些非CO 2效应的气候变化的最大贡献可能是在对流层上部创造持续的围栏,其次是无X及其间接的大气效应。
大气发声大气发声是基于通过大气的全球导航卫星系统(GNSS)的信号。GNSS包括美国GPS,俄罗斯的Glonass和欧洲的伽利略。GPS星座由28个活跃的卫星组成,它们以20 000公里的高度绕地球绕,以1575 MHz和1228 MHz发射导航信号。在地平线上的传输卫星的掩盖过程中,信号路径的很大一部分横穿大气。与真空中的光速相比,这略微降低了无线电波的速度,显然增加了GPS卫星与接收器之间的测量距离(LEO)卫星。在信号最接近地球的点上,效果最大。由于两个卫星的相对运动,该点的高度将减小(在设置掩盖的情况下)或增加(在掩埋的情况下)。虽然当数据用于精确定位或轨道确定时,这种大气效应是错误的源
厄尔尼诺 - 南方振荡(ENSO)的状态目前是中性的。SSTS中的中太平洋目前处于中立状态,但自2023年12月以来一直在冷却。表面冷却是通过中部和东部太平洋中深水浮出水来维持的。自6月以来,表面和深度的冷却速率都放慢了。大气效应,包括表面压力,目前是ENSO中性的。2024年6月的SOI为-3.1,5个月的平均运行率为-3.1。直到2024年7月21日,最新的30天平均SOI为-2.9。贸易风在中西部和西方太平洋中的平均水平略高,东太平洋地区接近平均水。赤道日期线附近的浑浊目前高于平均水平,尽管在7月的大部分时间里已经接近平均水平。总体而言,海洋和大气指标表示中性ENSO条件。
智能操作实验室主任米哈伊尔·沃龙佐夫利用他独特的 7 公里大气测试范围测量了 4 月 8 日日全食期间湍流强度的变化。该测试平台从菲茨大厅一直延伸到代顿市中心的 VA 医院。他的研究团队在 3 分钟的太阳黑暗期间观察到了意想不到的大气效应。由于持续时间很短,需要一种具有高测量率的传感技术来捕捉显著的细节。他的团队最近在 UD EOP 智能操作实验室和 Optonica LLC(代顿地区的一家小企业)开发了一种用于实时大气湍流强度测量的新型 AI 传感器 TurbNet。这种传感器使研究人员能够比使用市售仪器快 30 分钟读取数据。他们预计将在不久的将来发布他们的研究结果。
图 3-3。深度感知 ...................................................................................................... 3-9 图 3-4。世界上的沙漠地区 ...................................................................................... 3-13 图 3-5。沙质沙漠地形 ............................................................................................. 3-14 图 3-6。岩石高原沙漠地形 ...................................................................................... 3-15 图 3-7。山地沙漠地形 ............................................................................................. 3-15 图 3-8。世界上的丛林地区 ............................................................................................. 3-20 图 3-9。风的类型 ............................................................................................. 3-25 图 3-10。微风 ............................................................................................................. 3-25 图 3-11。中等风 ................................................................................................ 3-26 图 3-12。强风 ................................................................................................ 3-26 图 3-13。山波(驻波) ................................................................................ 3-27 图 3-14。与山波相关的云层形成 ............................................................. 3-28 图 3-15。转子流动湍流 ................................................................................ 3-28 图 3-16。风过山脊 ............................................................................................. 3-29 图 3-17。蛇形山脊 ............................................................................................. 3-30 图 3-18。风过树冠 ............................................................................................. 3-30 图 3-19。肩部风 ................................................................................................ 3-31 图 3-20。穿越峡谷的风 ........................................................................................ 3-31 图 3-21。山地起飞 ............................................................................................. 3-32 图 3-22。高空侦察飞行模式 ............................................................................. 3-35 图 3-23。使用圆形机动计算风向 ............................................................. 3-37 图 3-25。计算两点之间的风向 ................................................................................ 3-36 图 3-24。进近路径和要避开的区域 .............................................................................. 3-38 图 3-26。贴地或等高线起飞(地形飞行) ...................................................................... 3-40 图 3-27。以 45 度角穿越山脊(地形飞行) ...................................................................... 3-41 图 3-28。在地形飞行高度进行大转弯或爬升 ............................................................................. 3-41 图 3-29。沿山谷飞行(地形飞行) ............................................................................. 3-42 图 3-30。贴地或等高线进近(地形飞行) ...................................................................... 3-43 图 4-1。座舱照明 ...................................................................................................... 4-2 图 4-2。光照水平 ...................................................................................................... 4-3 图 4-3。明视觉 ...................................................................................................... 4-4 图 4-4。中视觉 ...................................................................................................... 4-4 图 4-5。暗视觉 ...................................................................................................... 4-5 图 4-6。白天盲点 ...................................................................................................... 4-5 图 4-7。夜间盲点 ...................................................................................................... 4-6 图 4-8。传感器可以看到什么................................................................................................ 4-6 图 4-9。图像增强器 ...................................................................................................... 4-7 图 4-10。飞行员夜视成像系统操作顺序 ...................................................................... 4-8 图 4-11。微通道板 ...................................................................................................... 4-8 图 4-12。荧光屏 ...................................................................................................... 4-8 图 4-13。光晕效应 ...................................................................................................... 4-9 图 4-14。配重 ...................................................................................................... 4-9 图 4-15。热传感器................................................................................................ 4-11 图 4-16。大气效应............................................................................................... 4-12
图 3-3. 深度感知 ................................................................................................................ 3-9 图 3-4. 世界上的沙漠地区 .............................................................................................. 3-13 图 3-5. 沙质沙漠地形 ...................................................................................................... 3-14 图 3-6. 岩石高原沙漠地形 ............................................................................................. 3-15 图 3-7. 山地沙漠地形 ...................................................................................................... 3-15 图 3-8. 世界上的丛林地区 ............................................................................................. 3-20 图 3-9. 风的类型 ............................................................................................................. 3-25 图 3-10. 微风 ............................................................................................................................. 3-25 图 3-11. 中等风 ............................................................................................................................. 3-26 图 3-12. 强风 ............................................................................................................................. 3-26 图 3-13. 山地(驻)波 ............................................................................................................. 3-27 图 3-14.与山地波相关的云层形成 ................................................................................ 3-28 图 3-15. 旋翼流动湍流 .............................................................................................. 3-28 图 3-16. 风穿过山脊 ................................................................................................ 3-29 图 3-17. 蛇形山脊 ...................................................................................................... 3-30 图 3-18. 风穿过山冠 ................................................................................................ 3-30 图 3-19. 肩风 ............................................................................................................. 3-31 图 3-20. 风穿过峡谷 ................................................................................................ 3-31 图 3-21. 山区起飞 ................................................................................................ 3-32 图 3-22. 高空侦察飞行模式 ........................................................................................ 3-35 图 3-23. 计算两点之间的风向 ................................................................................. 3-36 图 3-24.图 3-25. 使用圆形机动计算风向 .............................................................................. 3-37 图 3-25. 进近路径和要避开的区域 .............................................................................. 3-38 图 3-26. 贴地起飞或等高线起飞(地形飞行) ........................................................ 3-40 图 3-27. 以 45 度角穿越山脊(地形飞行) ............................................................. 3-41 图 3-28.图 3-29. 在地形飞行高度进行大角度转弯或爬升 .............................................................................. 3-42 图 3-30. 贴地飞行或等高线进近(地形飞行) ........................................................................ 3-43 图 4-1. 驾驶舱照明 ............................................................................................................. 4-2 图 4-2. 光照水平 ............................................................................................................. 4-3 图 4-3. 明视觉 ............................................................................................................. 4-4 图 4-4. 中视觉 ............................................................................................................. 4-4 图 4-5. 暗视觉 ............................................................................................................. 4-5 图 4-6. 白天盲点 ............................................................................................................. 4-5 图 4-7. 夜间盲点 ............................................................................................................. 4-6 图 4-8. 传感器能看到什么 ............................................................................................. 4-6图 4-10. 飞行员夜视成像系统操作顺序 ...................................................................................... 4-8 图 4-11. 微通道板 .............................................................................................................. 4-8 图 4-12. 荧光屏 ...................................................................................................................... 4-8 图 4-13. 光晕效应 ...................................................................................................................... 4-9 图 4-14. 配重 ...................................................................................................................... 4-9 图 4-15. 热传感器 ............................................................................................................. 4-11 图 4-16. 大气效应 ............................................................................................................. 4-12.......... 4-4 图 4-4. 中视觉 ............................................................................................................. 4-4 图 4-5. 暗视觉 ............................................................................................................. 4-5 图 4-6. 白天盲点 ............................................................................................................. 4-5 图 4-7. 夜间盲点 ............................................................................................................. 4-6 图 4-8. 传感器能看到什么 ............................................................................................. 4-6 图 4-9. 图像增强器 ............................................................................................................. 4-7 图 4-10. 飞行员夜视成像系统操作顺序 ............................................................................. 4-8 图 4-11. 微通道板 ............................................................................................................. 4-8 图 4-12. 荧光屏 ............................................................................................................. 4-8 图 4-13. 光晕效应 ............................................................................................................. 4-9 图 4-14. 配重 ............................................................................................................. 4-9热传感器................................................................................................ 4-11 图 4-16. 大气影响............................................................................................... 4-12.......... 4-4 图 4-4. 中视觉 ............................................................................................................. 4-4 图 4-5. 暗视觉 ............................................................................................................. 4-5 图 4-6. 白天盲点 ............................................................................................................. 4-5 图 4-7. 夜间盲点 ............................................................................................................. 4-6 图 4-8. 传感器能看到什么 ............................................................................................. 4-6 图 4-9. 图像增强器 ............................................................................................................. 4-7 图 4-10. 飞行员夜视成像系统操作顺序 ............................................................................. 4-8 图 4-11. 微通道板 ............................................................................................................. 4-8 图 4-12. 荧光屏 ............................................................................................................. 4-8 图 4-13. 光晕效应 ............................................................................................................. 4-9 图 4-14. 配重 ............................................................................................................. 4-9热传感器................................................................................................ 4-11 图 4-16. 大气影响............................................................................................... 4-124-9 图 4-15. 热传感器................................................................................................ 4-11 图 4-16. 大气影响................................................................................................... 4-124-9 图 4-15. 热传感器................................................................................................ 4-11 图 4-16. 大气影响................................................................................................... 4-12
用于空间领域感知应用的加速 AI 驱动大气预测 丹尼·费尔顿 诺斯罗普·格鲁曼公司 玛丽·艾伦·克拉多克、希瑟·凯利、兰德尔·J·阿利斯、埃里克·佩奇、杜安·阿普林 诺斯罗普·格鲁曼公司 摘要 太空激光和监视应用经常受到大气效应的影响。气溶胶、云和光学湍流引起的大气衰减和扭曲会产生有害影响,从而对任务结果产生负面影响。2019 年 AMOS 会议上简要介绍的一篇论文介绍了 2017 年在哈莱阿卡拉峰安装的地面仪器。这些仪器仍在积极收集数据,它们正在提供前所未有的空间环境实时表征,包括精确的大气传输损耗。虽然实时测量是理解和表征空间环境的第一步,但仅靠它们是不够的。为了优化任务规划,许多应用都需要对空间环境进行准确的短期大气预测。虽然大气预报并不是什么新鲜事,但最近随着 21 世纪人工智能 (AI) 技术的应用,大气预报的技能得到了极大提升。这些技术是高性能计算 (HPC) 和深度学习 (DL) 的结合。本演讲的主题是使用来自地面大气收集系统的 TB 级数据训练预测模型,并使用图形处理单元 (GPU) 加速其训练和推理的能力。本研究侧重于预测的三个时间尺度。这些时间尺度包括短期(0 到 60 分钟)、中期(1 小时到 3 小时)和长期(3 到 48 小时)。这些时间尺度代表激光和/或监视应用和任务的各种决策点。在短期预测情况下,多种 DL 技术应用于从光学地面站 (OGS) 收集的本地数据。这些 DL 技术包括使用 U-Net 卷积神经网络和多层感知器 (MLP) 和随机森林 (RF) 模型的集合。 MLP 用于从激光云高仪和红外云成像仪 (ICI) 等仪器收集的点数据。对于中间时间尺度,卷积长短期记忆 (LSTM) 网络和 U-Net 均使用来自 NOAA 地球静止卫星云图集合的图像进行训练。最后,组合 U-Net 和自动编码器神经网络用于训练由 HPC 数值天气预报 (NWP) 模型模拟的大气预测器以进行长期预测。NWP 会产生许多 TB 的数据,因此,使用这些神经网络是优化其预测能力的理想选择。本研究利用了多种 HPC 资源。其中包括由四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 组成的内部 GPU 节点以及毛伊高性能计算中心 (MHPCC) 的资源。结果表明,在几乎所有情况下,这些预测技术都优于持久性,而且偏差很小。使用 HPC 和 DL 推理实时进行预测的能力是未来的重点,将在会议上报告。1. 简介大气衰减和失真降低了太空激光和监视应用的功效。特别是,云层可以部分或完全遮挡目标,并阻止或要求降低光通信系统的数据速率。但是,通过准确表征和预测大气影响,可以减轻许多负面影响。本研究的目的是开发和完善一种最先进的大气预测系统,该系统可生成高分辨率的大气衰减预测,以支持太空激光和监视应用的决策辅助。为了实现这一目标,HPC 和 AI 的进步与数 TB 的高分辨率地面和太空大气数据集合相结合。多种 HPC 资源用于处理本研究所需的地面和卫星数据,并使用四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 加速 AI 预测技术的训练和推理。该技术用于进行多时间尺度大气预测:1 小时预测、2 小时以上预测和 48 小时预测。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。