迭代法分析圆环类微带行波天线的辐射特性

利用圆环类微带行波天线的辐射功率与等效行波磁流衰减常数之间的自洽关系,导出了计算衰减常数的迭代方程;为加快迭代速度,将辐射积分中的格林函数展开成柱面波函数,得到快速收敛的级数和.最后给出了方向图的计算曲线,与实验结果对比吻合良好,表明此方法模拟圆环类微带行波天线辐射特性的有效性.     

闭开联合楔横轧微观组织温度的影响规律

以42CrMo钢为研究材料,在Deform-3D软件中建立了闭开联合楔横轧热-力-微观组织耦合的有限元模型.通过单因素方法,分析了轧制温度对轧件平均晶粒尺寸的影响规律.结果表明,降低轧制温度,轧件越有利于结晶,平均晶粒尺寸越小;闭式轧制后晶粒随着温度的降低整体得到细化;开式阶段晶粒随着温度的升高,平均晶粒大小变化不明显.通过金相实验与模拟对比发现,两者曲线趋势一致,误差为15%,验证了有限元模拟的可靠性.     

基于非均匀网格二维突扩流Lattice-Boltzmann方法模拟

将非均匀网格插值方法引入基于Lattice-Bohzmann(LB)方程的d2q9模型,据以模拟二维突扩流,并与LES紊流模型模拟得到的结果进行了比较.结果表明,LB方法与LES模型计算的结果相似,但LB方法计算简单,花费时间也少.因而对于二维突扩流这种复杂流动,用LB方法来模拟较为合适.同时预示了LB方法在河道水流泥沙数值模拟中应用的广阔前景.     

裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

相对论重离子碰撞的三源模型

理论分析发现能解释较低碰撞能区带电强子分布的Heinz集体流模型无法解释较高碰撞能量的相对论对撞机(RHIC)能区的带电强子分布.为此在Heinz集体流模型的基础上,创建了三源模型.本模型将强子分布看成为射弹发射源、靶发射源和中心集体流三者贡献之和,其计算结果与RHIC能区的带电强子分布实验数据能较好地符合,能解释RHIC能区的带电强子分布特征.     

用波导结构的周期极化铌酸锂产生507nm的连续倍频输出

稀土金属镱原子的3P2态是镱原子的一个很重要的长寿命亚稳态,为了研究将跃迁1S0→3 P2作为镱原子钟跃迁的可能性,通过507nm的激光场进行激发而实现态制备.实验中利用波导型周期极化铌酸锂作为倍频晶体的单次倍频方式,采用了一种简单的短焦距单透镜耦合方式,获得了507nm的连续光输出.结果表明,采用焦距为20mm的单透镜将58mW的1 014nm基频光直接耦合到波导结构的周期极化铌酸锂,得到了86.5μW的507nm倍频光.同时,给出了倍频输出光的输出功率与温度的关系曲线.对比传统的裸光纤直接耦合方式,单透镜直接耦合方式优于光纤耦合的倍频效率.     

动脉粥样硬化斑块生成的高效流固耦合不可压缩SPH模拟方法

动脉粥样硬化是导致心血管疾病和中风的关键诱因，对该病变过程进行模拟与可视化有助于开展医学研究。为解决现有模拟方法不能可视化动脉粥样硬化斑块生成过程以及模拟速度过慢问题，提出了一种基于高效流固耦合不可压缩光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics,SPH）的斑块生成模拟方法。首先，基于流固耦合不可压缩SPH方法，将血液离散为不可压缩流体粒子，以控制血液流动的稳定性；然后，使用斑块生成模型对血液、单核细胞等粒子建模，对血液成分进行病理性分析，控制斑块生成；最后，通过流固耦合作用计算血液与斑块的物理特性，模拟斑块堵塞血流过程。为使模拟结果能够实时呈现，用统一计算设备架构（compute unified device architecture,CUDA）实现并行加速计算。方法实现了对血液中斑块生成的快速模拟，避免了用偏微分方程模型模拟带来的高计算量；同时能较真实地模拟斑块生成过程并体现血液与斑块的流固耦合作用；最后逼真展现了斑块模拟的渲染结果。     

低温地板辐射供暖系统热工性能实验研究

建立了低温地板辐射供暖房间各围护结构的热平衡关系式,计算了地板表面温度、热流密度、室内空气温度和围护结构内表面温度.通过与传统柱型散热器热工特性对比及实验数据拟合,给出了供水温度为30~60℃、水系统流量为0.03~0.60m3/h时,该系统散热量的计算公式,并验证了公式的有效性.     

Na~+,K~+//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O体系的Clegg-Pitzer模型研究

对芒硝法生产硫酸钾工艺的理论基础-Na+,K+//Cl-,SO2-4-H2O四元体系,本文首次用最新的电解质溶液理论—Clegg-Pitzer非对称模型进行了热力学研究.建立了热力学模型,预测了上述体系的液—固平衡,其参数均由该体系所包含的二元、三元体系的实验数据拟和得到.预测结果较好,并与局部组成模型的预测结果进行了比较.     

SnTiO_3:Mn~(4+)晶体中荷移激发态对EPRg和零场分裂D贡献的研究

构建了四方八面体(MnO6)8-络离子g因子和零场分裂D的完全高阶微扰公式.在这些公式中,除了中心离子Mn4+和配体离子O2-自旋-轨道耦合对g因子和D的贡献(双SO耦合参数模型)外,也考虑了荷移激发态(与电荷转移谱有关)与基态混合对EPR参量的贡献.用此公式算得SnTiO3:Mn4+的g因子和D与实验值较一致.而单SO耦合参数模型和双SO耦合参数模型获得的g因子和D较大地偏离了实验值.这说明SnTiO3:Mn4+晶体g因子的计算中荷移激发态与基态的相互作用不能被忽略.     

单向开口阀式Savonius水轮机及其水动力性能研究

为提高Savonius水轮机的能量捕获效率, 提出一种单向开口阀式Savonius转子设计. 建立转子三维数值模型, 仿真分析转子叶片开口率和曲率等参数对水轮机性能以及减流效果的影响. 最后, 搭建实验平台, 开展物理模型对照实验, 验证数值模拟结果的准确性. 结果显示, 叶片的曲率半径较大且开口率较小时, S型水轮机的水动力性能有效提升; S型转子开口率为0.2时, 性能平均比无开口的S型转子提升33.57%; 当叶片的曲率半径在50~之间时, S型转子具有较好的减流效果, 在S型转子后方范围内, 可减少35%的流速.     

基于FOA-FSVM的RF模式台风期阵风精细化预报

For the sake of improving the accuracy of forecasting wind speed during typhoon strike in WRF model forecast, a new method for precision forecasting of typhoon wind speed is proposed by combining the data collected from the WRF model forecast and an automatic observation station. The method incorporates many factors influencing the typhoon wind speed. The wind speed which is obtained using the traditional human prediction produces large error when compared with actual wind speed. To address this issue, a fuzzy support vector regression model for wind forecasting is built. Considering the fact that the fuzzy support vector regression model is not adequately efficient in determining the punishment factor and kernel parameter, the fly optimization algorithm is introduced into optimizing the parameters of the fuzzy support vector machine. According to the characteristics of the wind speed regression, the fruit fly optimization algorithm is developed in three dimensional space, combining with the enhancement factor γ for improving the global optimization ability of traditional fruit fly optimization algorithm. The results show that the forecasting wind speed and the actual one is in good agreement with each other, and the correlation is as high as 99％. The presented method of wind speed prediction provides higher accuracy than that of traditional FOA-FSVM model and FOA-SVM model.     

楔横轧阶梯空心轴径向压下量对内孔孔径变化影响规律

在阶梯空心轴的轧制中, 径向压下量对内孔孔径的变化有重要的影响. 基于Deform-3D软件建立了楔横轧阶梯空心轴成形的有限元模型, 分析了阶梯空心轴的成形过程和金属流动规律, 以轧后径向压下量和内孔孔径变化的关系为对象, 研究了原始相对壁厚和轧制温度对该关系的影响规律. 结果表明, 随着原始相对壁厚的增大, 相同径向压下量下内孔孔径变化减小; 随着温度从950℃增加到1180℃, 相同径向压下量下内孔孔径的变化先增加后减小, 其中轧制温度为1050℃时最大. 基于模拟计算结果, 应用MATLAB对阶梯空心轴轧制过程中不同断面收缩率下的径向压下量与内孔孔径变化规律进行了拟合, 给出了50%收缩率以上的统一拟合公式. 随后的楔横轧阶梯空心轴实验结果与仿真结果误差在4.6%以内, 验证了有限元仿真结果的准确性.     

1995~2014年西北5省旅游流与区域交通的耦合过程与格局

旅游流与区域交通系统的耦合发展对区域旅游市场开发与合作具有重要作用.基于西北5省1995~2014年旅游流与区域交通系统的相关数据,采用耦合协调度模型与GIS分析法,对西北5省旅游流与区域交通系统耦合协调度的时间演变特征与空间格局进行了历时态与共时态比较分析.结果表明：（1）西北5省旅游流与区域交通系统综合发展水平曲线呈现由低向高演进的态势,总体标准差均值分别为0.251和0.294,且区域内部差距逐渐凸显;（2）西北5省旅游流与区域交通的耦合协调度演变曲线呈现历时性波动上升且趋同发展态势,总体标准差均值为0.173,且区域内部差距逐渐扩大;（3）西北5省旅游流与区域交通耦合协调度类型实现了由严重失调向初级协调的转变,耦合协调度由低层次趋同向高层次趋异演变,并最终演变成"哑铃型"的发展格局.     

基于改进的Heaviside核函数新的目标模型追踪算法

为更好地解决前景和背景相似程度较大或目标运动较为复杂的问题,提出了基于改进的Heaviside核函数新的目标模型追踪算法.在初始帧中,使用改进的Heaviside核函数来表示目标区域,然后分别计算目标区域前景和背景元素的颜色纹理直方图特征分布,并通过前景和背景特征分布差异建立新的目标模型,它可更好地代表目标.对于候选模型,结合传统Epanechnikov核对目标模型建模,通过Bhattacharyya系数进行迭代搜索,最终收敛的位置即为下一帧的目标中心.实验结果表明:提出的算法和传统的Mean-shift算法和基于颜色纹理直方图的Mean-shift算法相比较精确度高、速度快、鲁棒性强.     

基于结合Transformer和卷积神经网络的生成对抗网络在磁共振成像中分割胎盘组织（英文）

磁共振成像(MRI)胎盘组织的准确分割对于研究妊娠和分娩并发症具有重要意义,但传统放射科医师的人工标注难以保证分割准确性和客观性,且费时费力.为了开发用于MRI中胎盘组织自动分割的深度学习模型,提出了结合Transformer和卷积神经网络(CNN)的生成对抗网络(TCGANet).将特征嵌入模块与跳跃连接相结合,缓解传统特征融合方法带来的信息丢失.在此基础上引入内容提取模块,采用Transformer的自注意力机制捕捉全局依赖关系,有效表示MRI的全局和局部信息.此外,鉴于传统分割方法难于精确界定MR影像胎盘组织边缘的问题,运用判别网络对胎盘组织分割的生成网络监督,以提高胎盘边缘界定的精度.结果表明,该模型在定量指标和边界定位精度方面显著优于现有分割方法,其中准确度为0.993±0.003,灵敏度为0.903±0.093,特异度为0.996±0.003,Dice相关性系数为0.861±0.141.对模型不同结构的消融实验验证了网络结构设计的合理性,大部分性能指标明显优于现有方法(P<0.05).该模型能够实现自动且准确地分割MRI中胎盘组织.     

基于改进卷积神经网络的数控机床旋转轴热误差建模方法

为对五轴数控机床旋转轴的热误差进行更精确地预测,解决变工况条件下预测精度不佳与热误差数据获取困难的问题,提出了基于改进卷积神经网络的热误差建模方法.采用激光干涉仪与热成像仪采集不同温度下的角度定位误差与热图像,对热误差进行傅里叶函数拟合,将预测目标由不同角度下的热误差转变为拟合函数参数.在VGG网络模型架构上,引入SKNet注意力机制,以提高模型对变工况下的热图像特征提取水平,并采用全局平均池化代替全连接层,以改善过拟合情况.将建立的模型用于热误差预测,结果表明,旋转轴热误差预测RMSE在升温状态下为8.36″,降温条件下为9.57″,预测精度达90%以上,优于普通卷积神经网络模型.结果证实了所提方法在旋转轴热误差建模中的有效性.     

数字专用集成电路设计中的SystemC 建模验证方法

针对当前数字专用集成电路中的验证瓶颈，提出了一种基于SystemC电路行为建模与测试控制技术的专用集成电路验证方法，应用到网络调度芯片的具体验证实验中，实验数据表明：由于用软件建模与控制技术，该方法在缩短验证周期、提高验证可靠性、精确判断验证程序以及有效集成各类验证环境等方面均明显优于传统RTL验证方法。     

风力发电机组主要部件故障诊断研究

为了尽早发现风电机组故障,及时采取适当措施以提高运行效率,对风电机组可能出现的故障进行了分析．对可以用于风力发电机组的故障诊断方法进行了研究,对风电机组的主要部件可能出现的故障类型及可用的故障诊断方法进行了探讨．同时对故障现象及相应诊断方法进行了仿真与分析,得到的结论是：温度场分析可以较好的用于齿轮热变型故障分析,神经网及小波分析可以较好的用于变频器部分的故障分析,磁场分析可以更好地进行发电机部分的故障分析．     

模糊神经元PID在培养箱温控系统中的应用

针对传统PID控制算法难以实现对非线性、慢时变以及大惯性的婴儿培养箱温度控制系统的高精度控制问题, 设计了一种模糊神经元PID控制算法. 采用模糊算法在线调整神经元PID控制算法的比例系数、比例学习效率、积分学习效率和微分学习效率, 并结合机理分析和阶跃响应法构建婴儿培养箱温度控制系统数学模型, 运用MATLAB进行控制仿真. 实验表明, 该控制算法具有控制精度高、稳定性好以及响应速度快的特点.