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冰雹连续抛射的气固耦合输运计算与试验验证

航空动力学报 2024年第5期39卷 18-24页

作者：孙科宋江涛任博扬王欢中国飞行试验研究院发动机所西安710089

针对可压缩流气力输运大尺寸颗粒的气固两相流动问题,建立了计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的计算方法,通过计算流体力学计算得到抛射管内气流流场分布,离散单元法根据气动参数计算得到冰雹受力及运动情况。进行冰雹速度测量时... 详细信息

针对可压缩流气力输运大尺寸颗粒的气固两相流动问题,建立了计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的计算方法,通过计算流体力学计算得到抛射管内气流流场分布,离散单元法根据气动参数计算得到冰雹受力及运动情况。进行冰雹速度测量时,需在抛射管出口处加装专用测量段,对测量构型与开放构型进行对比,结果显示测量构型与开放构型下的计算结果基本一致,因此测量构型下的计算与试验可支撑连续抛雹装置设计。通过3种颗粒阻力模型下的对比计算,Ergun模型与Di模型得到的冰雹速度计算结果较大,自由流阻力模型计算得到的冰雹速度与试验测量结果最接近,其计算得到的冰雹速度与试验结果相差8.9%,对冰雹连续抛射装置设计有一定的指导作用。

关键词：冰雹抛射气力输运耦合计算自由流阻力模型大尺寸颗粒

基于透明土试验的带承台缩径基桩承载力的可靠度研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3151-3160页

作者：徐志军田江涛王云泰河南工业大学土木工程学院河南郑州450001

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参... 详细信息

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参数(长度、位置和直径)对可靠度指标的影响规律。然后,利用MatPIV程序对桩周土体颗粒的散斑场进行处理,得到桩周土体变形规律,揭示缩径限制桩侧摩阻力发挥导致可靠度指标降低的原因。研究表明:承载力折减系数与可靠度指标变化趋势一致,随着缩径长度的增加、缩径位置距离桩顶越近、缩径直径的减小,承载力折减系数与可靠度指标越小,基桩承载力损失越严重。

关键词：桩基工程带承台缩径基桩折减系数透明土试验侧摩阻力可靠度指标

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稀溶液中大幅拉伸高分子单链的弛豫动力学

高等学校化学学报 2024年第4期45卷 134-141页

作者：姚宁王海军李江涛顾芳廖琦河北大学化学与材料科学学院保定071002 河北大学河北省化学生物学重点实验室保定071002 河北大学药物化学与分子诊断教育部重点实验室保定071002 中国科学院北京化学研究所北京100190

针对大幅拉伸的高分子单链在Θ溶剂和良溶剂中的弛豫过程,分别通过解析理论和分子动力学模拟方法研究了弛豫动力学.对比研究发现,相对于研究高分子链在平衡态下的弛豫动力学(利用有关物理量的自关联函数),本文的非平衡态方法可以明确地... 详细信息

针对大幅拉伸的高分子单链在Θ溶剂和良溶剂中的弛豫过程,分别通过解析理论和分子动力学模拟方法研究了弛豫动力学.对比研究发现,相对于研究高分子链在平衡态下的弛豫动力学(利用有关物理量的自关联函数),本文的非平衡态方法可以明确地揭示弛豫时间与简正模式之间标度行为的动态演化.结果表明,相关的物理量在弛豫初期均受到非平衡态的影响,而在较长时间后,高分子链的弛豫动力学则与平衡态下的结果相吻合;在高分子链的最长弛豫时间与链长的标度关系方面,平衡态和非平衡态两种方法的研究结果也一致.研究结果表明,高分子链在非平衡态下的短时和长时弛豫动力学可以更加细致地阐明弛豫全过程,给出更加丰富的结构-特征关系,从而为深入探讨高分子链的非平衡弛豫提供可借鉴的线索.

关键词：高分子单链弛豫动力学简正模式弛豫时间

基于机器学习的舌象形质诊断分析研究现状与展望

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Digital Chinese Medicine 2024年第1期7卷 3-12页

作者：许家佗江涛刘实上海中医药大学中医学院上海201203

基于图像的智能化诊断是中医舌诊现代化研究的重要方向。近年来,以卷积神经网络(CNNs)、Transformers等深度学习为代表的机器学习方法被广泛应用于电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)等医学影像图像分析领域,使得临床决策更加... 详细信息

基于图像的智能化诊断是中医舌诊现代化研究的重要方向。近年来,以卷积神经网络(CNNs)、Transformers等深度学习为代表的机器学习方法被广泛应用于电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)等医学影像图像分析领域,使得临床决策更加高效和精准。先进的人工智能技术也为中医舌诊医疗器械研发和数字化中医舌诊方法创造了新的机遇,促进了中医舌诊的标准化和智能化。经典图像分析方法实现了舌象的颜色数据化表达,但对于复杂的舌象形质特征如齿痕、点刺、裂纹、厚薄、腐腻、剥苔等的综合识别分析仍是当前舌诊研究面临的瓶颈问题。本文从舌象形质特征的智能分析与病证诊断应用等方面展开论述,归纳了经典的图像分析方法与深度学习方法的研究现状,梳理了舌象特征在临床疾病风险预测中的应用情况,提出了人工智能舌诊技术的机遇挑战和发展方向。总之,传统中医舌诊与人工智能技术结合,将有效提升中医舌诊的科学内涵,提升舌诊临床普适应用,推动中医诊疗模式的现代化发展。

关键词：舌象图像形质特征深度学习智能诊断舌诊

多臂空间机器人稳定抓取力分配和柔顺控制策略

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控制与决策 2024年第1期39卷 112-120页

作者：陈钢黄泽远江涛李彤游红北京邮电大学现代邮政学院(自动化学院) 北京100876

针对影响多臂抓取稳定性的接触力不平衡和接触振动问题,提出多臂空间机器人力分配和柔顺控制策略.首先,分析满足多臂稳定抓取的力学条件,基于摩擦锥约束设计抓取力安全系数,并将其引入力优化模型进行抓取力分配,实现目标物体稳定抓取条... 详细信息

针对影响多臂抓取稳定性的接触力不平衡和接触振动问题,提出多臂空间机器人力分配和柔顺控制策略.首先,分析满足多臂稳定抓取的力学条件,基于摩擦锥约束设计抓取力安全系数,并将其引入力优化模型进行抓取力分配,实现目标物体稳定抓取条件下受力最小;然后,分析抓取过渡过程的振动成因,设计基于动能消耗的末端输出力控制策略实现快速振动抑制和柔顺抓取;最后,设计机械臂末端控制律切换策略,一旦在抓取过渡过程中发生接触脱离可引导其快速返回物体表面.仿真结果表明,所提出方法提升了稳定抓取安全裕度,显著降低了机械臂末端的振动幅值、持续时间和接触力,提升了空间机器人多臂抓取目标操作的稳定性和柔顺性.

关键词：多臂空间机器人稳定抓取力分配柔顺控制振动抑制动能消耗

联合磁共振T1 mapping与DWI技术预测胸腺上皮性肿瘤危险分级的研究

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联合磁共振T1 mapping与DWI技术预测胸腺上皮性肿瘤危险分级的研究

作者：兰江涛延安大学

学位级别：硕士

目的:探讨联合native T1和表观扩散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）值对胸腺上皮性肿瘤（thymic epithelial tumors,TETs）不同病理亚型和分期的鉴别诊断价值。方法:回顾性分析2021年1月到2022年5月经手术或穿刺病理证实的6... 详细信息

目的:探讨联合native T1和表观扩散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）值对胸腺上皮性肿瘤（thymic epithelial tumors,TETs）不同病理亚型和分期的鉴别诊断价值。方法:回顾性分析2021年1月到2022年5月经手术或穿刺病理证实的67例TETs患者。采用TETs的WHO简化病理分型,分别为低危胸腺瘤（low risk thymoma,LRT）、高危胸腺瘤（high risk thymoma,HRT）和胸腺癌（thymic carcinoma,TC）。在肿瘤最大层面分别测定肿瘤的平均native T1值(T1)、全域native T1值(T1)、相对最小ADC值(ADC)和全域ADC值(ADC)。采用Kruskal-Wallis H检验比较LRT、HRT及TC三组间native T1和ADC值的差异,并采用Mann-Whitney检验分析早期和进展期组间native T1和ADC值的差异。采用受试者工作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线分析T1、T1、ADC及ADC参数对不同危险分级及分期TETs的鉴别诊断效能。结果:对不同分型与分期TETs进行组间比较结果显示,LRT和HRT组的native T1值显著高于TC组（P<0.05/3）,同时早期组也显著高于进展期TETs（P<0.01）。LRT或早期TETs的ADC值显著高于TC（P<0.05/3）或进展期组（P<0.001）。ROC曲线分析显示,在鉴别胸腺瘤或HRT与TC时,native T1的诊断效能相对较高,曲线下面积（area under curve,AUC）分别为0.824和0.827。在鉴别LRT或HRT与TC上,联合native T1与ADC值表现出最高的鉴别效能,AUC值分别为0.891和0.851。此外,对于鉴别早期和进展期TETs,ADC的诊断效能相对较高,AUC值为0.933,联合native T1值与ADC值所获得的AUC为0.876。结论:磁共振T1 mapping技术有助于术前预测TETs危险分级,联合native T1与ADC值提高了TETs分型和分期预测效能,在临床实践中有助于TETs的术前治疗方案的选择。

关键词：胸腺上皮性肿瘤胸腺瘤胸腺癌肿瘤分期 T1 mapping 扩散加权成像

结合协方差池化与跨尺度特征提取的高光谱分类

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遥感学报 2024年第1期28卷 203-218页

作者：汪乐彭江涛陈娜孙伟伟湖北大学数学与统计学学院应用数学湖北省重点实验室武汉430062 宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211 宁波大学遥感遥测产业技术研究院宁波拾烨智能科技有限公司宁波315211

深度卷积神经网络在高光谱图像分类任务上取得了优越性能。但是,主流深度学习算法通常采用一阶池化运算,容易忽略光谱之间的相关性,因而难以获取高阶统计判别特征。另外,这类算法往往难以选择最优的窗口大小去捕获不同感受野信息。针对... 详细信息

深度卷积神经网络在高光谱图像分类任务上取得了优越性能。但是,主流深度学习算法通常采用一阶池化运算,容易忽略光谱之间的相关性,因而难以获取高阶统计判别特征。另外,这类算法往往难以选择最优的窗口大小去捕获不同感受野信息。针对上述问题,本文提出了一种结合协方差池化和跨尺度特征提取的高光谱影像分类方法。该方法设计了跨尺度自适应特征提取模块,能够自动提取多尺度特征,获取不同视野的互补信息,避免了尺度选择问题;进一步利用平均池化和快速协方差池化的联合池化操作,得到一阶统计量和结合空间光谱信息的二阶统计量;最终,将一阶和二阶池化特征进行融合用于分类。在3个公开高光谱数据集Indian Pines、Houston和Pavia University上分别随机选取5%、5%和1%标记样本进行训练,本文算法得到的总体分类精度分别达到97.63%、98.48%和98.21%,分类性能优于主流深度学习方法。

关键词：高光谱图像分类协方差池化多尺度特征融合卷积神经网络

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纤维素自愈合水凝胶研究进展

林业科学 2024年第2期60卷 128-138页

作者：张永跃石江涛付宗营卢芸中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料,通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点,广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料,其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威... 详细信息

水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料,通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点,广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料,其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威胁;同时水凝胶长时间使用后,在机械外力作用下易产生破坏,从而会对其结构完整性和性能产生影响。具有自我修复能力的水凝胶破损后利用超分子相互作用或可逆共价作用可以恢复到与起始状态几乎相同的机械性能,对延长水凝胶使用寿命具有重要意义。纤维素是一种天然有机聚合物,主要来源于自然界中的树木等天然材料,具有无毒、无害、生物相容性好等优点,符合绿色环保理念,应用前景广阔。纤维素链上丰富的含氧基团可与水分子形成氢键网络,有利于制备具自愈能力的水凝胶。对纤维素进行化学改性得到纤维素衍生物,如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等,可以扩大其在水凝胶领域的应用。本研究综述以纤维素以及纤维素衍生物为原料的一类自愈合水凝胶,总结传统自愈合水凝胶存在的缺点并提出相关改性策略。纤维素因自身晶体结构以及内部超分子相互作用导致其在水中难以溶解,故一般采用分散体系或溶解体系进行纤维素水凝胶的制备,通过调控水凝胶的三维结构,利用可逆共价作用(酰腙键、二硫键交换等)和非共价作用(氢键、疏水作用、主客体相互作用等)赋予其自我修复能力。由于这种可逆交联的存在,传统纤维素自愈合水凝胶一般机械性能较差,同时因现阶段对纤维素自愈合水凝胶的功能开发比较单一,限制其在各领域的应用。本研究介绍构建智能网络结构、仿生自然生物伤口愈合机制、功能化改性的方式,总结新型多功能智能纤维素自愈合水凝胶构筑的方式,结合自愈合水凝胶取得的相关研究成果,提出纤维素自愈合水凝胶现阶段仍需解决的问题,并对自愈合水凝胶的应用前景进行展望。

关键词：纤维素水凝胶非共价键自愈合智能材料

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高高原机场空管装备健康管理技术研究

高高原机场空管装备健康管理技术研究

作者：祁江涛中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

高高原机场空管装备的健康管理是为高高原地区飞机飞行安全提供不间断服务的重要手段,其对高高原地区飞机的持续可靠运行起到了至关重要的作用。然而,新维修理论在民航机场空管装备健康管理方面的研究还较少。因此,本课题将以可靠性为... 详细信息

高高原机场空管装备的健康管理是为高高原地区飞机飞行安全提供不间断服务的重要手段,其对高高原地区飞机的持续可靠运行起到了至关重要的作用。然而,新维修理论在民航机场空管装备健康管理方面的研究还较少。因此,本课题将以可靠性为中心的维修(Reliability Centered Maintenance,RCM)与健康管理相关理论引入高高原机场空管装备的运行维护管理中,以高高原机场仪表着陆系统为主要研究对象,开展高高原机场空管装备健康管理评估的研究,为保证高高原机场空管装备的持续可靠运行提供科学的理论依据和技术支撑。本文主要以高高原机场空管装备中的仪表着陆系统作为研究目标,针对高高原机场仪表着陆系统的环境适应性与可靠性进行研究,研究内容如下所示:(1)提出一种基于灰色模糊理论的方法来对高高原机场仪表着陆系统的环境适应性进行评估。首先,我对影响该设备的关键因素进行了深入分析,并据此构建了一个基于贝叶斯估计的指标权重模型,通过对这一模型加入组合赋权法,使得权重系数能够根据实际情况进行调整。其次,鉴于指标因素和评价状态存在的复杂模糊关系,结合不同环境指标对ILS装备失效率的实际影响,本文构建了一个隶属度函数,能够在所需仿真条件下对指标进行赋值。然后,由于信息存在一定的灰度影响,构建高高原机场仪表着陆系统环境适应性评估的自学习模糊灰度模型。最后,根据已有数据,对某高高原机场仪表着陆系统环境适应性评估进行仿真实验。(2)提出一种基于可靠性框图法的可靠性评估方法。首先,根据航向信标的工作原理建立可靠性框图。其次,运用三角模糊数来确定各单元可靠性数据。然后,运用各特征量的之间关系式和可靠性框图法计算公式,得到系统稳定运行时的模糊平均可靠性特征量。最后,对高高原机场航向信标的可靠性进行评估。

关键词：高高原空管装备仪表着陆系统环境适应性评估灰色模糊理论可靠性框图法