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华中理工大学学报 1997年第5期25卷 31-33页

作者：薛鸿健杨克冲华中理工大学机械科学与工程学院

从迭代函数系统ＩＦＳ入手，研究分形压缩原理，提出了一个分形数据压缩算法，并研究了其工程应用问题．

关键词：迭代函数系统分形数据压缩算法信号压缩

分子筛表面酸性调变及其对噻吩类含硫化合物吸附的影响

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分子筛表面酸性调变及其对噻吩类含硫化合物吸附的影响

作者：薛鸿霏太原理工大学

学位级别：硕士

近年来,雾霾等环境问题越来越突出,引起了公众的高度重视,为了进一步保障能源的清洁利用,实现经济与环境的可持续发展,油品质量的升级显得愈发重要。加氢脱硫(HDS)是世界范围内的炼油厂普遍采用的较为成熟的脱硫技术,但其难以将稳定的... 详细信息

近年来,雾霾等环境问题越来越突出,引起了公众的高度重视,为了进一步保障能源的清洁利用,实现经济与环境的可持续发展,油品质量的升级显得愈发重要。加氢脱硫(HDS)是世界范围内的炼油厂普遍采用的较为成熟的脱硫技术,但其难以将稳定的噻吩类含硫化合物深度脱除,与之相比,吸附脱硫技术具有脱硫精度高、操作成本低、工艺简单等优点,受到了研究学者们的广泛关注。制备硫容大、选择性好的吸附剂是吸附脱硫的关键,吸附剂上的孔结构与酸性位对脱硫活性有较大影响。基于此,本文选取了孔结构和表面酸性不同的MCM-41、SBA-15和NaY三种分子筛为研究对象,并对其进行表面酸改性,通过静态吸附实验测定其对环己烷、苯、噻吩和四氢噻吩的吸附性能,结合XRD、ICP、氮吸附、NH3-TPD和Py-FTIR等表征,探讨其结构与酸性位对吸附剂脱硫活性的影响。研究结果如下:(1)MCM-41吸附剂的比表面及孔体积均大于SBA-15吸附剂,使其对这四种物质的吸附量均比SBA-15分子筛的大;NaY分子筛的孔径与环己烷、苯、噻吩和四氢噻吩的分子动力学直径相差不大,且其表面有L酸位和B酸位的存在,使得其对四种吸附质的吸附量远大于纯硅MCM-41和SBA-15分子筛;四种吸附质在NaY吸附剂上的饱和吸附量大小顺序为:噻吩>四氢噻吩>苯>环己烷,主要通过大π键与L酸作用的方式吸附;四种吸附质在MCM-41和SBA-15吸附剂上的饱和吸附量大小顺序为:四氢噻吩>噻吩>苯>环己烷,主要是通过硫原子上的孤对电子与B酸位作用的方式吸附。(2)不同浓度的硝酸铵和草酸铵改性NaY分子筛,得到一系列表面酸性不同的NNHY和NCHY吸附剂,其保持了Y型分子筛基本骨架结构且产生了中强的B酸位,吸附剂上中强B酸位的产生是其吸附脱硫性能大大提升的主要原因,且随中强B酸位的增多,吸附剂对噻吩的吸附量也随之增大;不同浓度的草酸改性NaY分子筛,得到相应的CCHY吸附剂,改性过程中不仅没有产生中强的B酸,还造成吸附剂脱铝,破坏分子筛结构,使其吸附脱硫性能较差;中强B酸主要与S原子发生作用,使得NNHY和NCHY吸附剂对噻吩和四氢噻吩的吸附性能大大提升,但对环己烷和苯的吸附性能没有较大的改善;吸附剂结构的稳定性对吸附起重要的作用,这使得CCHY吸附剂对环己烷、苯、噻吩、四氢噻吩的吸附性能均较差。(3)通过铝化改性将不同量的Al元素引入SBA-15和MCM-41分子筛中,与空白样品S-B1和M-B1相比,铝化改性后生成的Al-S-n和Al-M-n吸附剂吸附量大幅提高。吸附剂对噻吩的吸附量随投料硅铝比n的减小呈现先增大后减小的趋势。两种吸附剂的饱和吸附量最大值均在投料硅铝比n为15时出现,分别为2.46 mmol/L和3.35 mmol/L。中强B酸和L酸的出现是Al-S-n和Al-M-n吸附剂脱硫效果大幅度提升的原因。

关键词： NaY SBA-15 MCM-41 吸附性能噻吩四氢噻吩

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通用多关节机械臂半物理仿真平台研究

通用多关节机械臂半物理仿真平台研究

作者：薛鸿臻长安大学

学位级别：硕士

由于半物理仿真可以显著的降低系统开发成本,提高开发效率,因而其应用日趋广泛,但是目前国内已有的研究大多数都是在国外半物理仿真平台下搭建起来的,基于此类的半物理仿真系统没有自主知识产权,难以进行扩展开发。为此,本文设计了完全... 详细信息

由于半物理仿真可以显著的降低系统开发成本,提高开发效率,因而其应用日趋广泛,但是目前国内已有的研究大多数都是在国外半物理仿真平台下搭建起来的,基于此类的半物理仿真系统没有自主知识产权,难以进行扩展开发。为此,本文设计了完全自主的低成本多关节机械臂半物理仿真平台的架构,确定了各子系统的功能以及相互间的数据交换模型。主要完成了以下方面的工作:1)提出了自主知识产权的半物理仿真平台的整体架构,分析了各个模块之间的交互关系。2)以人类手臂的运动为研究对象,完成了5个自由度多关节机械臂的三维机械虚拟样机的设计,对其进行了动力学建模与分析。最后完成了实物样机并进行了初步的测试。3)在动力学仿真软件中建立了多关节机械臂的动力学虚拟样机,确定了数值求解算法,并实现了该动力学模型C代码的输出,进而封装成了可以移植通用的动态链接库。4)基于3D引擎,完成了半物理仿真后处理中的关键技术点,实现了任意动力学模型参数的连续虚拟运动展示。经过基本测试,所设计的自主知识产权半物理仿真平台的各个关键技术点运行正常,为平台的后续发展提供了较好的支撑。

关键词：半物理仿真虚拟现实多关节机械臂动力学模型

微生物产电影响湿地碳通量和氮通量的规律及其机制

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微生物产电影响湿地碳通量和氮通量的规律及其机制

作者：薛鸿普西安科技大学

学位级别：硕士

湿地是地球重要的碳汇和氮汇系统,其排放的甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等是全球温室气体(GHGs)的重要来源。将微生物燃料电池嵌入湿地,并探讨生物电化学过程对GHGs排放的影响,对控制湿地GHGs排放具有重要意义。本研究将湿地植物菖蒲种... 详细信息

湿地是地球重要的碳汇和氮汇系统,其排放的甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等是全球温室气体(GHGs)的重要来源。将微生物燃料电池嵌入湿地,并探讨生物电化学过程对GHGs排放的影响,对控制湿地GHGs排放具有重要意义。本研究将湿地植物菖蒲种植于系统的阳极部位,构建了一种新型的“根际”阳极湿地型微生物燃料电池(CW-MFC),结果发现GHGs的排放与系统产电存在密切关系。通过改变CW-MFC系统的构造和运行条件,研究了根际电极活动对系统产电和碳通量/氮通量的影响,并通过高通量测序进一步探索微生物产电过程中产电菌同产甲烷菌、氨氧化菌和反硝化菌等的竞争或共存机制,阐明湿地中微生物产电、碳转化和氮转化之间的关系,分析消减湿地CH4和N2O等GHGs排放的主要途径及其机制,最终通过产电与产气之间的关系及微生物学分析,进一步探讨了 C元素与N元素在系统中的归趋途径。具体研究结果如下:(1)阳极材料为碳纤维毡(CAF),阴极材料为CAF,电极间距为10 cm,阴极面积为0.0096 m2时,系统的最大功率密度为2.99 A/m3,COD和TN去除率为95.99%和62.98%,在此条件下GHGs也达到了较好的控制,CH4的平均排放通量为0.77±0.05 mg/(m2.h),N2O的平均排放体积分数为0.02±0.0006%。(2)重金属可有效地降低GHGs的排放,有植物系统的CH4和N2O排放量分别约为 0.43±0.05 mg/(m2·h)和 0.006±0.003%(未种植物:0.14±0.02 mg/(m2·h)和 0.004 ±0.0003%),而功率密度却下降至1.92±0.07W/m3(未种植物:1.52±0.06W/m3),这说明GHGs被有效地控制,而系统的输出电压却降低。底物浓度对CH4和N2O的影响截然相反,当底物浓度为200 mg/L时,CH4的排放量约为2.18±0.06 W/m3,此时N2O的排放量为最大,增加底物浓度的含量至500 mg/L时,N2O的体积分数为0.002±0.0005%,而CH4排放通量却增至最大。通过Pearson相关性分析发现,随着库仑效率的增加,N2O的排放呈现正相关关系,而CH4却呈现负相关关系。(3)通过高通量测序分析可知,大部分底物被微生物供自身所消耗产生电子,且产电菌群落丰富度复杂多样,如不动杆菌、地杆菌及拟杆菌等。而产甲烷菌和硝化细菌的种类较少,为甲烷丝状菌属、甲烷细菌属、甲烷绳菌属、硝化螺旋菌及脱氮单胞菌属等。对系统中的C和N元素的流向分配进行分析,微生物利用底物供自身需求分别占TC和TN的40.28%和78.98%,实验期间植物根系及基质的作用也会吸附一部分底物,使得TC和TN浓度下降,大约为20.1%和19.6%。在系统的归趋中,CO2和CH4较N2O的排放通量较大,分别为24.12%和10.94%,N2O仅占0.5%,其余少量的碳源与氮源最终流出系统外。本文构建的新型的“根际”阳极湿地型微生物燃料电池具有“去除水体有机污染物、消减GHGs排放和绿色产能”等功能,为控制湿地GHGs排放指明了新的方向和思路。

关键词：人工湿地微生物燃料电池温室气体通量微生物群落结构

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计及平台垂荡的立管涡激振动模拟与试验验证

上海交通大学学报 2019年第4期53卷 480-487页

作者：袁昱超薛鸿祥唐文勇上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

针对顶端平台垂荡运动与涡激振动联合作用下顶张式立管动力响应预报问题,提出了一套可供选择的时域数值模拟方法.涡激振动模拟基于流体力分解模型,流体力系数库来源于受迫振荡试验数据.采用时变轴向张力等效立管顶端平台垂荡运动对结构... 详细信息

针对顶端平台垂荡运动与涡激振动联合作用下顶张式立管动力响应预报问题,提出了一套可供选择的时域数值模拟方法.涡激振动模拟基于流体力分解模型,流体力系数库来源于受迫振荡试验数据.采用时变轴向张力等效立管顶端平台垂荡运动对结构动力响应的影响效应,在每一分析步内根据实时轴向张力更新结构刚度矩阵.最新公布的某2.552 m立管模型试验结果用于验证推荐数值方法在顶张力恒定及时变条件下的有效性,预报结果与试验观测吻合度较高.针对数值模拟与模型试验对比研究中发现的亚谐振响应、非对称振型及Mathieu型共振等现象,进行了深入研究并给出相应解释.

关键词：平台垂荡时变轴向张力顶张式立管涡激振动数值模拟

水下生产系统跨接管结构在地震作用下动力响应分析

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振动与冲击 2013年第4期32卷 48-53页

作者：赖文龙唐文勇薛鸿祥上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

研究水下生产系统跨接管结构在地震波载荷下的动力响应特性。分析中计及了地震波沿水平和竖向两个方向的载荷输入,采用非线性弹簧模型模拟跨接管与海床的耦合作用,同时考虑了地震作用下跨接管的动水作用效应。通过对不同影响因素下结构... 详细信息

研究水下生产系统跨接管结构在地震波载荷下的动力响应特性。分析中计及了地震波沿水平和竖向两个方向的载荷输入,采用非线性弹簧模型模拟跨接管与海床的耦合作用,同时考虑了地震作用下跨接管的动水作用效应。通过对不同影响因素下结构的动力响应结果分析表明:竖向地震波对跨接管结构水平响应幅值影响较小,但显著改变其响应频率;管土接触引起跨接管响应幅值变化明显,并激发跨接管高阶振型;地震下动水作用力对跨接管的响应幅值影响较大。所建立的分析方法对跨接管结构设计和安全性评估有一定借鉴意义。

关键词：水下生产系统跨接管动力响应地震波非线性弹簧

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跨摄像机目标的频域再识别

电子科技大学学报 2016年第2期45卷 258-262,287页

作者：张小骏刘志镜薛鸿民西安电子科技大学计算机学院西安710071

针对接力跟踪中目标跨摄像机识别困难的问题,提出了在傅里叶频域进行目标再识别的方法。通过对频谱的局部平均化处理,使非刚性目标的频谱在幅值上近似为其各刚性子部分频谱的简单求和。再通过最窄目标取样窗口限制各子部分的变化,使整... 详细信息

针对接力跟踪中目标跨摄像机识别困难的问题,提出了在傅里叶频域进行目标再识别的方法。通过对频谱的局部平均化处理,使非刚性目标的频谱在幅值上近似为其各刚性子部分频谱的简单求和。再通过最窄目标取样窗口限制各子部分的变化,使整体频谱大致不变。最后根据频谱各点幅值变化倍率的一致性判断目标的相似性,使频谱信息得到充分使用。实验表明,该方法的目标识别能力和鲁棒性相对于几种常见的基于纹理的方法有一定的提高。

关键词：傅里叶频谱 Gabor小波多摄像机接力跟踪目标再识别

轴向承载力作用下非粘结柔性立管的侧向失效分析

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上海交通大学学报 2018年第9期52卷 1017-1022页

作者：刘晓媛薛鸿祥唐文勇上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

利用非线性有限元方法研究柔性立管在轴向承载力作用下的失效特性,采用实体单元模拟柔性立管抗拉铠装层、强结构带层和外部聚合物层,并考虑材料非线性、几何大变形、接触和摩擦等非线性效应的影响,通过数值模拟分析了柔性立管抗拉铠装... 详细信息

利用非线性有限元方法研究柔性立管在轴向承载力作用下的失效特性,采用实体单元模拟柔性立管抗拉铠装层、强结构带层和外部聚合物层,并考虑材料非线性、几何大变形、接触和摩擦等非线性效应的影响,通过数值模拟分析了柔性立管抗拉铠装层的螺旋钢带数、摩擦系数和外部聚合物层厚度等因素对非粘结柔性立管的失效模式和轴向承载能力的影响.结果表明:与采用部分螺旋钢带的简化模型相比,在抗拉铠装层采用全螺旋钢带数目的模型的失效过程更为复杂,其轴向承载力出现了多个峰值;摩擦系数对立管失效模式的影响很大,摩擦系数较小时立管为侧向失效,摩擦系数较大时立管为径向失效;外部聚合物层厚度对立管侧向失效时的最大轴向承载力影响有限.

关键词：非粘结柔性立管轴向承载力侧向失效非线性有限元方法

高速铁路列车基于Ray分布式计算的并行仿真与冲突决策

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高速铁路列车基于Ray分布式计算的并行仿真与冲突决策

作者：薛鸿艺北京交通大学

学位级别：硕士

随着我国高速铁路线路密集化、网络化的发展趋势,如何有效、实时地调整列车运行计划是一个巨大的挑战。一方面,列车会因突发干扰而需要重新调整列车运行计划,而列车运行计划的调整要以冲突检测为前提。另一方面,列车在冲突检测和调整过... 详细信息

随着我国高速铁路线路密集化、网络化的发展趋势,如何有效、实时地调整列车运行计划是一个巨大的挑战。一方面,列车会因突发干扰而需要重新调整列车运行计划,而列车运行计划的调整要以冲突检测为前提。另一方面,列车在冲突检测和调整过程中需要在短时间内处理大量的列车运行数据,因而需要更高的大数据处理能力。随着云计算、大数据和人工智能等技术的发展,其计算速度和算力为实时的列车运行冲突检测和调整提供了解决方案。因此,本文为解决高速铁路列车运行并行仿真与冲突决策问题,构建了基于Ray的云计算平台,提出一种Ray云计算环境下列车运行并行仿真及冲突调整方法,以实现实时、高效的列车运行冲突检测与调整。本文的主要研究内容如下:(1)为了更快地预测列车运行情况,本文建立了基于Ray分布式计算框架的高速铁路列车运行并行仿真算法。通过云服务器,定义多个计算节点,构建并行仿真架构,完成列车运行数据的并行计算,实现基于移动闭塞系统的列车运行并行仿真。通过对比分析相同仿真条件下串行仿真和并行仿真的仿真结果,验证了并行仿真结果的完整性和准确性,验证了并行仿真算法能够减少计算时间,提升计算效率。同时,对移动闭塞模式下不同车站股道数量及发车时间间隔条件下的列车运行进行了并行仿真,进一步验证了并行仿真算法的正确性和有效性。(2)为了提升高速铁路网内列车冲突调整的实时性和准确性,本文把滚动优化思想引入到列车实时冲突调整中,提出一种Ray云计算环境下基于预测控制的动态冲突调整框架。通过仿真实验验证了在云计算环境下基于预测控制的冲突调整框架,能够有效、实时、准确地预测冲突,实现冲突调整,从而进一步保证行车安全,提升列车运行效率。(3)为解决高速铁路列车调度优化问题,本文以列车总晚点时间最短为优化目标,以避免三种列车运行冲突为约束条件,提出了改进的并行分支定界算法和带精英集的混合式并行遗传算法求解问题。本文基于一个小型的高速铁路网调度优化问题进行仿真实验。实验结果表明,本文所提的算法在该调度优化问题的求解上具有较好的准确性和较高的计算效率。(4)本文通过Python-PyQt5搭建了高速铁路列车运行并行仿真及冲突调整的仿真平台,可以实现列车运行并行仿真、冲突检测和调度优化,输出调度优化后的列车运行时刻表和列车运行图,实现了本文成果的展示。图50幅,表19个,参考文献92篇。

关键词：云计算并行计算 Ray分布式计算框架预测控制带精英集的混合式并行遗传算法

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八年级数学文化校本课程的教学实践

八年级数学文化校本课程的教学实践

作者：薛鸿究华东师范大学

学位级别：硕士

数学文化的教育教学价值已经被学者和一线老师广泛认可,《义务教育阶段数学课程标准》对数学文化的教学提出了一定要求,苏科版初中数学教材中数学文化内容丰富,近年中考试题中也体现了多样化的数学文化内容.但限于课时、考试要求等原因... 详细信息

数学文化的教育教学价值已经被学者和一线老师广泛认可,《义务教育阶段数学课程标准》对数学文化的教学提出了一定要求,苏科版初中数学教材中数学文化内容丰富,近年中考试题中也体现了多样化的数学文化内容.但限于课时、考试要求等原因,数学文化在课堂上被提及的部分较少.校本课程的开发、实践能有效解决课时不足等问题,为数学文化融入课堂提供平台.数学文化校本课程的开设在笔者学校尚处于探索阶段,对于教什么、怎么教、怎样评价等问题还没有系统研究,开发符合学生需求、促进学生成长的数学文化校本课程具有重要意义.在本次教学实践中,笔者提出以下问题:（1）数学文化校本课程对学生数学认知有何积极影响?（2）数学文化校本课程对学生学习数学的情感、态度、价值观有何积极影响?（3）开设数学文化校本课程对教师专业发展起到怎样的促进作用?在行动研究的两学期中,每学期都进行“计划、行动、反馈、反思”,笔者设计数学文化教学方案,进行校本课程教学实践,通过问卷调查、学生写学习心得、教师访谈,得到学生反馈和师生对校本课程的建议,分别对具体案例和整个研究过程进行反思.通过研究发现:（1）数学文化校本课程的实施对学生的数学认知有积极影响,促进学生理解概念,掌握解决问题的基本方法,提升应用数学解决问题的能力,帮助学生感受数学思想,从而提升学生的数学素养;（2）数学文化校本课程的实施对学生学习数学的情感、态度、价值观产生了积极影响,提升学习兴趣、增强学习数学的信心,树立正确的数学学习观;（3）开设数学文化校本课程对教师专业发展有促进作用,促进教师学习数学文化知识,提升课程开发能力,帮助教师更新观念、转化角色,最终促进教师专业发展与成长.

关键词：数学文化校本课程教学实践