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计算流体力学在果蔬干燥领域的研究进展

食品科学 2024年第6期45卷 294-305页

作者：李孟卿耿智化朱丽春张茜杨旭海石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 现代农业机械兵团重点实验室新疆石河子832000 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心新疆石河子832000

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体... 详细信息

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体力学技术拥有节能、低成本、模拟速度快、灵活度高等优点。本文详细介绍了计算流体力学在果蔬干燥领域的工作原理,并对其在不同果蔬干燥方式中的研究进展进行综述,报道了耦合收缩的数值模型研究进度,并对计算流体力学在果蔬干燥领域的发展方向进行展望,以期为研究者提供新的见解和参考。

关键词：计算流体力学果蔬干燥模拟收缩

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震损钢筋混凝土框架结构余震韧性分析

建筑结构学报 2024年第7期45卷 143-152页

作者：周洲于晓辉韩淼吕大刚罗开海王建宁长沙理工大学南方地区桥梁长期性能提升技术国家地方联合工程实验室北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室桂林理工大学土木与建筑工程学院哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室中国建筑科学研究院中国机械工业集团有限公司

针对震损结构的余震安全评估问题，提出一种与主震损伤状态相关的震损结构余震韧性评估方法，该方法将余震韧性评估划分为主余震序列选取、震损结构余震易损性分析、震损结构修复时间计算和恢复函数确定4个主要部分，其中选取主余震序... 详细信息

针对震损结构的余震安全评估问题，提出一种与主震损伤状态相关的震损结构余震韧性评估方法，该方法将余震韧性评估划分为主余震序列选取、震损结构余震易损性分析、震损结构修复时间计算和恢复函数确定4个主要部分，其中选取主余震序列时同时考虑主、余震条件均值谱匹配；采用Logistic回归方法构建状态相关余震易损性函数；基于结构主余震累积损伤结果并参考GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》计算震损结构修复时间；根据灾后救援力量和社会应急能力，确定震损结构的恢复函数。为验证提出方法的合理性，对一栋钢筋混凝土框架结构进行算例分析，结果表明：随着主震损伤程度的加深，震损结构的余震经济损失显著提高、余震韧性水平明显下降；当主震损伤达到严重破坏状态时，震损结构的余震经济损失比完好结构增加10倍，震损结构的抗震韧性水平比完好结构下降41%;产生主震损伤后，结构抗余震能力呈现出非线性衰减特性，因此，对结构进行抗震韧性评估时有必要考虑当前的震损状态。

关键词：震损结构主余震抗震韧性状态相关余震易损性

基于表面增强拉曼光谱和机器学习算法的革兰氏阳性菌和阴性菌检测

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激光杂志 2024年

作者：吴子卿谢兴飞周哲海北京信息科技大学机械工业现代光电测试技术重点实验室北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算... 详细信息

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算法分类的需求，搭建拉曼光谱系统并配置金纳米胶体，分别测量了2073组食源性致病菌的表面增强拉曼光谱，比较了支持向量机等7种机器学习算法，以测试不同机器学习算法对革兰氏阳性菌与阴性菌的快速和准确检测的能力。结果表明，5种算法在测试集上的识别率达到97%以上，其中支持向量机是各项数据最优秀的模型，准确率达到99.27%。研究表明，选用合适的机器学习算法能更好的提高对革兰氏阳性菌和阴性菌检测的准确率和效率。

关键词：表面增强拉曼光谱机器学习算法革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌

火针密刺法联合身痛逐瘀汤对风痰瘀络型膝骨性关节炎患者的临床疗效

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中成药 2024年第3期46卷 826-830页

作者：陈丹王成邢海辉宣城市人民医院康复医学科安徽宣城242000 宣城市人民医院中医科安徽宣城242000 南京市高淳中医院针灸科江苏南京211300

目的考察火针密刺法联合身痛逐瘀汤对风痰瘀络型膝骨性关节炎患者的临床疗效。方法 62例患者随机分为对照组和观察组,每组31例,对照组给予身痛逐瘀汤,观察组在对照组基础上加用火针密刺法,疗程2周。检测临床疗效、中医证候评分、VAS评... 详细信息

目的考察火针密刺法联合身痛逐瘀汤对风痰瘀络型膝骨性关节炎患者的临床疗效。方法 62例患者随机分为对照组和观察组,每组31例,对照组给予身痛逐瘀汤,观察组在对照组基础上加用火针密刺法,疗程2周。检测临床疗效、中医证候评分、VAS评分、Lysholm评分、WOMAC评分、血清学指标(MMP-3、IL-6、TNF-α)、不良反应发生率变化。结果观察组总有效率高于对照组(P0.05)。结论火针密刺法联合身痛逐瘀汤可安全有效地缓解风痰瘀络型膝骨性关节炎患者临床症状及疼痛,改善膝关节功能,提高临床疗效,调节机体炎性因子水平。

关键词：身痛逐瘀汤火针密刺法膝骨性关节炎风痰瘀络

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边缘引导的双注意力图像拼接检测网络

中国图象图形学报 2024年第2期29卷 430-443页

作者：吴晶辉严彩萍李红刘仁海杭州师范大学信息科学与技术学院杭州311121 杭州启源视觉科技有限公司杭州311121

目的伪造图像给众多行业埋下了隐患,这会造成大量潜在的经济损失。方法提出一种边缘引导的双注意力图像拼接检测网络(boundary-guided dual attention network,BDA-Net),该网络通过将空间通道依赖和边缘预测集成到网络提取的特征中来... 详细信息

目的伪造图像给众多行业埋下了隐患,这会造成大量潜在的经济损失。方法提出一种边缘引导的双注意力图像拼接检测网络(boundary-guided dual attention network,BDA-Net),该网络通过将空间通道依赖和边缘预测集成到网络提取的特征中来得到预测结果。首先,提出一种称为预测分支的编解码模型,该分支作为模型的主干网络,可以提取和融合不同分辨率的特征图。其次,为了捕捉不同维度的依赖关系并增强网络对感兴趣区域的关注能力,设计了一个沿多维度进行特征编码的坐标—空间注意力模块(coordinate-spatial attention module,CSAM)。最后,设计了一条边缘引导分支来捕获篡改区域和非篡改区域之间的微小边缘痕迹,以辅助预测分支进行更好的分割。结果实验使用4个图像拼接数据集与多种方法进行比较,评价指标为F1值。在Columbia数据集中,与排名第1的模型相比,F1值仅相差1.6%。在NIST16 Splicing(National Institute of Standards and Technology 16 Splicing)数据集中,F1值与最好的模型略有差距。而在检测难度更高的CASIA2.0 Splicing(Chinese Academy of Sciences Institute of Automation Dataset 2.0 Splicing)和IMD2020(Image Manipulated Datasets 2020)数据集中,BDA-Net的F1值相比排名第2的模型分别提高了15.3%和11.9%。为了验证模型的鲁棒性,还对图像施加JPEG压缩、高斯模糊、锐化、高斯噪声和椒盐噪声攻击。实验结果表明,BDA-Net的鲁棒性明显优于其他模型。结论本文方法充分利用深度学习模型的优点和图像拼接检测领域的专业知识,能有效提升模型性能。与现有的检测方法相比,具有更强的检测能力和更好的稳定性。

关键词：图像取证图像篡改检测卷积神经网络(CNN) 注意力机制融合算法

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基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法

农业工程学报 2024年第11期40卷 178-185页

作者：谭厚森马文宏田原张茜李梦瑶李孟卿杨旭海石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点试验室石河子832003 现代农业机械兵团重点试验室石河子832003

针对非结构化环境下香梨识别准确率低,检测速度慢的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法。使用Min-Max归一化方法,对YOLOv3-tiny、YOLOv5n、YOLO6n、YOLOv7-tiny和YOLOv8n评估选优;以YOLOv8n为基线,进行以下改进:1... 详细信息

针对非结构化环境下香梨识别准确率低,检测速度慢的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8n的香梨目标检测方法。使用Min-Max归一化方法,对YOLOv3-tiny、YOLOv5n、YOLO6n、YOLOv7-tiny和YOLOv8n评估选优;以YOLOv8n为基线,进行以下改进:1)使用简化的残差与卷积模块优化部分C2f(CSP bottleneck with 2 convolutions)进行特征融合。2)利用simSPPF(simple spatial pyramid pooling fast)对SPPF(spatial pyramid pooling fast)进行优化。3)引入了PConv(partial convolution)卷积,并提出权重参数共享以实现检测头的轻量化。4)使用Inner-CIoU(inner complete intersection over union)优化预测框的损失计算。在自建的香梨数据集上,指标F_(0.5)分数(F_(0.5-score))和平均精度均值(mean average precision, mAP)比原模型分别提升0.4和0.5个百分点,达到94.7%和88.3%。在GPU和CPU设备上,检测速度分别提升了34.0%和24.4%,达到了99.4和15.3帧/s。该模型具有较高的识别准确率和检测速度,为香梨自动化采摘提供了一种精确的实时检测方法。

关键词：图像处理图像识别香梨目标检测 YOLOv8 轻量化消融试验

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硫酸盐绿锈去除难降解有机物的关键因子研究

有色金属科学与工程 2024年

作者：王昕卿三成薛广海吴萌潘社卫矿冶科技集团有限公司

去除水体中难降解、高毒性有机污染物成为环境治理领域重点关注的问题。探究了以“半间歇滴加”法制备的硫酸盐绿锈（GR-B）去除甲基橙、硝基苯的作用机制及影响因素。结果表明，GR-B对两种难降解的水溶性有机物具有明显的去除作用，反... 详细信息

去除水体中难降解、高毒性有机污染物成为环境治理领域重点关注的问题。探究了以“半间歇滴加”法制备的硫酸盐绿锈（GR-B）去除甲基橙、硝基苯的作用机制及影响因素。结果表明，GR-B对两种难降解的水溶性有机物具有明显的去除作用，反应3小时后，约89.6%的甲基橙和96%的硝基苯被去除，较优反应条件为：25℃，pH 11，较优用量分别为33.6 g/L GR-B和30 mg/L甲基橙或100 mg/L硝基苯。通过对比分析去除甲基橙和硝基苯两个过程中COD的变化，初步判断绿锈去除两种有机物的反应机制分别是通过吸附和化学反应。

关键词：硫酸盐绿锈甲基橙硝基苯半间歇式滴加方法

基于激光雷达与RGB相机融合的玉米作物行检测算法研究

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农业机械学报 2024年

作者：江庆安东韩华宇刘京辉郭延超陈黎卿杨洋安徽农业大学工学院智能绿色农业装备安徽省联合共建学科重点实验室智能农业动力装备全国重点实验室

针对单一传感器在面对复杂田间环境适应性差的问题，本文提出了一种基于固态激光雷达与RGB相机融合的玉米作物行检测方法。首先，研究了固态激光雷达和RGB相机联合标定方法，同步获取玉米作物行图像和点云数据并进行数据预处理。然后，... 详细信息

针对单一传感器在面对复杂田间环境适应性差的问题，本文提出了一种基于固态激光雷达与RGB相机融合的玉米作物行检测方法。首先，研究了固态激光雷达和RGB相机联合标定方法，同步获取玉米作物行图像和点云数据并进行数据预处理。然后，将预处理后的图像数据和点云数据融合，实现点云“着色”，基于点云“着色”提出聚类感兴趣密度区域算法。利用“着色”点云完成聚类，并结合作物种植农艺标准（行距），分别验证点云信息和颜色信息的可用性，能够选择最优信息完成作物行感兴趣区域聚类。最后，通过划分点云水平条带的方式确定目标点云的特征点聚类区域，取作物行特征点，并利用最小二乘法拟合作物行检测线。仅需调整行距参数，算法可实现全生命周期的作物行检测，利用正常工况下玉米苗期、前期、中期和后期数据开展算法验证，作物行中心线平均误差小于1.781°，准确率大于92.69%，平均耗时不超过102.7ms。此外，为验证算法鲁棒性，开展了复杂农田背景环境，如高杂草背景、断行、苗期杂草高度与玉米高度相近以及玉米完全封行4种工况作物行检测，算法平均误差小于1.935°，准确率高于91.94%，平均耗时不超过108.3ms。通过讨论阐述了基于点云“着色”开展作物行中心线提取的优越性，本文算法可为作物行中心线可靠检测提供途径。

关键词：玉米作物行识别激光雷达相机联合标定点云“着色”

基于数值模拟的红枣片不同干燥方式热质传递仿真与试验

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农业工程学报 2024年第6期40卷 50-59页

作者：李孟卿张小强朱丽春张茜贾文婷金新文杨旭海石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点试验室石河子832003 现代农业机械兵团重点试验室石河子832003 新疆农垦科学院农产品加工研究所石河子832000

为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性,并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对3种干燥... 详细信息

为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性,并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对3种干燥方式的红枣片三维热质传递耦合数值模型,并利用试验数据对模型的可靠性进行验证。该研究基于枣片的实际几何尺寸进行建模并利用COMSOL求解。结果表明:1)与热风干燥相比,红外热风与红外真空脉动干燥分别缩短了46.43%和41.07%的干燥时间,且仿真结果与实测值吻合较好;2)温度场模拟图显示红外辐射可有效对红枣片内部进行加热,干燥20 min时红外热风和红外真空干燥的物料中心温度较热风干燥分别提高了11.33%和5.59%;3)模拟数据显示红外真空脉动干燥中的压力变化对干燥动力学产生了明显影响,其中含水率和干燥速率随压力脉动分别呈现阶梯状和峰状分布,并且干燥速率对压力变化的敏感性随着物料含水率的下降而下降;4)将测得的红枣片品质及质构特性与仿真数据进行综合对比,给出了关于分段组合干燥研究方向的见解,并对果蔬干燥数值模型的发展方向进行展望。该研究建立并验证了红枣片3种干燥方式下的数值模型,并结合模拟结果对各干燥过程的特点进行分析,对未来不同果蔬数值模型的建立及干燥机理的研究具有重要意义。

关键词：干燥动力学热质传递数值模型红外辐射压力脉动