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材料研究中的可解释机器学习

金属学报 2024年第10期60卷 1345-1361页

作者：王冠杰刘盛咸周健孙志梅北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

随着人工智能(AI)技术的迅速发展,机器学习在材料研发与设计中发挥着越来越重要的作用。传统机器学习模型往往为“黑盒”模型,限制了科研人员对模型决策过程的理解和信任。而可解释机器学习(XML)可以揭示机器学习模型的内部机制,提供对... 详细信息

随着人工智能(AI)技术的迅速发展,机器学习在材料研发与设计中发挥着越来越重要的作用。传统机器学习模型往往为“黑盒”模型,限制了科研人员对模型决策过程的理解和信任。而可解释机器学习(XML)可以揭示机器学习模型的内部机制,提供对模型决策过程的洞察。本文从可解释机器学习的基础知识出发,概述了可解释机器学习方法的发展历程和重要里程碑,以及可解释机器学习在人工智能领域的定位和需要遵守的F.A.S.T.原则;进一步介绍了模型内部结构可解释和外部评估模型可解释的2大类可解释机器学习方法及其在材料学中的应用案例。特别地,本团队提出的可解释符号回归和可视化机器学习方法将为材料研发与设计提供新的工具。最后,展望了可解释机器学习在材料学领域的潜在发展方向。

关键词：可解释机器学习材料基因工程符号回归

离散Boltzmann方程的求解:基于有限体积法

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物理学报 2024年第11期73卷 70-79页

作者：孙佳坤林传栋苏咸利谭志城陈亚楼明平剑中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 新加坡国立大学机械工程系新加坡119260

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳... 详细信息

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳定性有着直接影响.为了提高数值模拟的可靠性,本文引入有限体积法用于求解离散Boltzmann方程.有限体积法是一种常用的数值计算方法,具有守恒性强、精度高等特点,可用于有效处理高速可压缩流体的数值计算问题.本文采用MUSCL格式进行重构,并引入了通量限制器以提高数值计算的稳定性.最后,对基于有限体积的离散Boltzmann方法进行了验证,数值算例包括冲击波、Lax激波管以及声波.结果表明,该方法能够准确刻画冲击波、稀疏波、声波,以及物质界面的演化,同时确保系统的质量、动量和能量守恒,还可以准确测量流体系统的流体力学和热力学非平衡效应.

关键词：离散Boltzmann方法有限体积法非平衡效应可压缩流

基于自适应同态滤波及显著模型的生丝疵点检测

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蚕业科学 2024年

作者：曾凡高李子印汪小东叶飞姚晓娟金君杨言语中国计量大学光学与电子科技学院湖州市质量技术监督检测研究院(湖州市纤维质量监测中心)

为解决生丝疵点检测中传统方法存在的准确率低和速度慢的问题，文中提出一种基于自适应同态滤波及显著模型的生丝疵点检测算法。首先，针对生丝疵点极微小、不显著的特点，采用自适应同态滤波算法提高生丝与疵点的对比度，通过粒子群优... 详细信息

为解决生丝疵点检测中传统方法存在的准确率低和速度慢的问题，文中提出一种基于自适应同态滤波及显著模型的生丝疵点检测算法。首先，针对生丝疵点极微小、不显著的特点，采用自适应同态滤波算法提高生丝与疵点的对比度，通过粒子群优化算法优化不同生丝图像，自动选取最佳同态滤波参数，以实现自适应同态滤波；其次，建立显著模型，对图像增强后的结果构建特征金字塔，提取图像灰度特征、LBP特征以及多尺度、多方向Gabor纹理特征，同时对多特征进行归一化处理，加权融合得到疵点显著图；最终，基于显著图的灰度强度特征，采用局部区域自适应阈值分割方法检测疵点。实验结果表明，文中算法可有效抑制背景，提高生丝图像对比度，突出疵点的显著区域，疵点整体准确率为93.952%，每张图像平均检测时间为1.078 s。文中算法可有效完成疵点分割，检测准确率和速度较为理想。

关键词：疵点分割生丝图像多特征加权融合疵点显著图

功率对空气分级NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)火焰排放的影响

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1634-1642页

作者：咸国礼孔雨晗姜磊胡宏斌张永生华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 中国科学院工程热物理研究所北京100190

NH_(3)作为氢能载体,可实现氢能远距离输运。针对NH_(3)燃烧的反应性低、稳定性差、高燃料型NO_(x)排放问题,设计旋流燃烧器和空气分级燃烧室,实验研究功率为5~23 k W的NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)扩散火焰NO_(x)排放特性。并采用化学反应器... 详细信息

NH_(3)作为氢能载体,可实现氢能远距离输运。针对NH_(3)燃烧的反应性低、稳定性差、高燃料型NO_(x)排放问题,设计旋流燃烧器和空气分级燃烧室,实验研究功率为5~23 k W的NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)扩散火焰NO_(x)排放特性。并采用化学反应器网络(CRN)进行化学动力学模拟,分析排放变化的原因。结果表明:5 kW、Ф_(pri)=1.05的条件下,NH_(3)火焰NO_(x)测量排放最低为114.4×10^(-6)@15%O_(2);随着功率升高,NO_(x)排放增加,且导致燃烧不充分、火焰延长,此时最佳Ф_(pri)提前、燃烧范围减少、NO_(x)进一步增加;本文的CRN更适合模拟预混燃烧的NO_(x)排放,而不是扩散燃烧;功率升高不会改变反应路径,但生成NO的基元反应速率的升高幅度略大于消耗NO的基元反应速率,从而导致NO排放升高.

关键词： NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)火焰 NO_(x)排放旋流扩散燃烧空气分级 CRN模拟

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软土地基桩基础抗震研究的若干进展与展望

应用力学学报 2024年第4期41卷 729-741页

作者：咸甘玲兰景岩李哲瀚桂林理工大学土木工程学院桂林541004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室桂林541004

桩基础是软土地基上常采用的基础形式,地震发生时会伴随软土地基震陷而导致基础损伤和失效,造成巨大的人员伤亡和财产损失,长期以来受到地震工程学界的广泛关注。当前由于软土震陷的实际观测资料非常匮乏,存在震陷量估算不清、考虑软土... 详细信息

桩基础是软土地基上常采用的基础形式,地震发生时会伴随软土地基震陷而导致基础损伤和失效,造成巨大的人员伤亡和财产损失,长期以来受到地震工程学界的广泛关注。当前由于软土震陷的实际观测资料非常匮乏,存在震陷量估算不清、考虑软土震陷与负摩阻力的桩土相互作用机理不明、桩基础地震损伤认识不足等科学问题。通过收集整理近年来国内外大地震的工程震害资料和现场科考经验,从模型试验、数值分析、简化理论分析以及经验法等角度较全面地对桩基础抗震的主要方法和手段展开评述,归纳总结关于软土地基桩基础抗震方面的最新研究成果,阐明了软土地基桩基础震害的现象和机理,并对软土地基桩基础抗震的最新研究成果进行了系统地梳理和总结,大部分研究表明导致桩基础动力损伤和破坏是地震作用下桩土动力相互作用的共同结果,其中软土震陷等地基失效是外因,桩基础自身强度的缺陷是内因,最后针对当前相关研究工作存在的问题和不足之处,对今后的研究方向和工作思路提出了展望与建议,特别是在缺少震害经验和观测记录的背景下,运用高效科学的模型试验是解决当前桩土相互作用问题的重要技术途径和研究手段。

关键词：桩基础震害地震动桩土相互作用软土震陷

联合CTC和Transformer的轮式移动机器人语音控制研究

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中国测试 2024年第6期50卷 117-123页

作者：唐咸荣高瑞贞河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

针对人机交互过程中手动控制轮式移动机器人步骤繁琐且双手受到限制的问题,提出并实现基于深度学习算法的轮式移动机器人语音控制系统。系统选取树莓派4B开发板作为主控制器,科大讯飞6阵列语音模块作为语音采集器,STM32单片机作为底层... 详细信息

针对人机交互过程中手动控制轮式移动机器人步骤繁琐且双手受到限制的问题,提出并实现基于深度学习算法的轮式移动机器人语音控制系统。系统选取树莓派4B开发板作为主控制器,科大讯飞6阵列语音模块作为语音采集器,STM32单片机作为底层轮式移动机器人的控制器。语音识别算法部分设计基于Transformer的端到端语音识别模型,并加入连续时序分类算法来辅助模型的训练,模型的收敛速度和鲁棒性都得到相应的提升。模型在AISHELL-1语音数据集上测试的字错率为5.57%,相对于Transformer单独训练,字错率相对下降5.1%。经过平台搭建和实验,实现轮式移动机器人根据用户语音指令完成相对应动作的目的,有利于提高工作效率和解放用户的双手。

关键词：轮式移动机器人语音控制 Transformer 连接时序分类

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农村审计工作规程（六）　农村用工的审计

农村经营管理 1994年第8期 20-20页

作者：宋维强花照顺咸金君王锡良

农村审计工作规程（六）　农村用工的审计农村用工是指农民按规定所负担的义务工和劳动积累工，国家规定户口在农村年满１８—５５周岁的男性劳力和１８—４５周岁的女性劳力除按国家有关规定减免者外，每年都要负担５—１０个义务工和... 详细信息

农村审计工作规程（六）　农村用工的审计农村用工是指农民按规定所负担的义务工和劳动积累工，国家规定户口在农村年满１８—５５周岁的男性劳力和１８—４５周岁的女性劳力除按国家有关规定减免者外，每年都要负担５—１０个义务工和１０—２０个劳动积累工。农村用工审...

关键词：工作规程农村审计劳动积累工用工数量义务工 “两工” 以资代劳劳动用工合作经济组织农田水利建设

基于出口马赫数的组合进气道模态转换反压控制研究

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推进技术 2024年

作者：乔文友舒鹏陈咸刚黄俊桂丰车杰先西南科技大学燃烧空气动力学研究中心西南科技大学计算机科学与技术学院中国航发四川燃气涡轮研究院

组合进气道模态转换过程中，如何根据发动机工作特性确定出口反压动态变化规律是整个推进系统能否实现推力平稳过渡的关键。本文根据冲压和涡轮发动机对入口马赫数的要求，提出了基于出口马赫数的反压控制方法，开展了三维非定常数值模... 详细信息

组合进气道模态转换过程中，如何根据发动机工作特性确定出口反压动态变化规律是整个推进系统能否实现推力平稳过渡的关键。本文根据冲压和涡轮发动机对入口马赫数的要求，提出了基于出口马赫数的反压控制方法，开展了三维非定常数值模拟研究。首先采用基于单点定常合理反压拟合的控制规律，验证传统反压控制方法的有效性；然后采用基于组合进气道出口马赫数的反压控制方法，分析模态转换过程中反压控制规律影响机制。结果表明：模态转换过程中，基于单点定常合理反压拟合的控制规律进行非定常计算得到的冲压和涡轮通道出口最大马赫数分别为0.323、0.812，超过了冲压和涡轮发动机入口马赫数不大于0.3和0.5的要求；基于出口马赫数的反压控制方法得到的进气道冲压和涡轮通道出口最大马赫数分别为0.267，0.451。

关键词：组合进气道模态转换非定常数值模拟反压控制方法畸变

物理治疗对预防脑卒中后下肢深静脉血栓形成的应用现状

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国际老年医学杂志 2024年第3期45卷 360-364页

作者：侯金君李雪萍南京医科大学附属南京医院、南京市第一医院康复医学科南京210006

脑卒中是一种高发病率的脑血管疾病,是导致我国居民致残以及死亡的首位病因,现患病人数高居世界首位。下肢深静脉血栓(DVT)是脑卒中常见并发症之一,脑卒中患者由于长期卧床,血流缓慢,血液处于高凝状态,容易诱发血栓形成,严重者甚至可能... 详细信息

脑卒中是一种高发病率的脑血管疾病,是导致我国居民致残以及死亡的首位病因,现患病人数高居世界首位。下肢深静脉血栓(DVT)是脑卒中常见并发症之一,脑卒中患者由于长期卧床,血流缓慢,血液处于高凝状态,容易诱发血栓形成,严重者甚至可能发生血栓脱落而致肺栓塞、猝死。目前已有多种物理治疗方法可预防DVT形成,主要包括物理因子治疗和运动疗法。其中物理因子治疗中的梯度压力袜和间歇性充气加压泵的预防效果较好。与药物预防相比,物理治疗的预防作用可以降低出血率,安全性相对较高。本文从脑卒中DVT发生的机制及其危险因素、物理预防方案及其适应证、优缺点作一综述,以期为临床预防DVT提供更多思路。

关键词：脑卒中深静脉血栓梯度压力袜间歇性充气加压泵

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