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马尾松幼苗对增温、干旱和热浪的生长和生理响应

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马尾松幼苗对增温、干旱和热浪的生长和生理响应

作者：崔雍贵州大学

学位级别：硕士

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基于深度学习的拓扑优化算法研究

基于深度学习的拓扑优化算法研究

作者：崔富豪烟台大学

学位级别：硕士

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大... 详细信息

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大程度上增加了拓扑优化的时间成本和算力成本。如今,机器学习和深度学习在图像生成领域内的快速发展为拓扑优化的发展带来了机遇。其中,扩散模型是一种新兴的图像生成模型,因生成效果优秀、细节完美等特点被广泛使用;条件生成对抗网络作为经典的图像生成模型,能够根据给定的条件信息生成相应的高质量图像。本文对将在这两个模型的基础上提出基于深度学习的拓扑优化方法,通过优化网络结构,使其更适应拓扑优化生成特性和要求。本文的主要工作如下:(1)提出了基于条件扩散模型的拓扑优化算法(Topology Optimization using Conditional Diffusion Modes,TOu CD)。针对预测拓扑优化最终结构问题,提出采用扩散模型进行预测的深度学习方法为了预测有特定需求的拓扑结构,使整个拓扑优化更具有针对性和物理意义,在扩散模型中创新性地在时间编码器(Time Embedding)中加入了条件信息;为了提高模型的训练效果,损失函数采用均方误差(Mean Squared Error,MSE)和绝对值误差(Mean Absolute Error,MAE)分段式启动模式,使模型快速收敛并趋向于稳定,预测结果与金标准高度相似。通过实验验证,该方法产生的预测结构具有多样化、噪声少等优点。(2)提出了基于级联条件对抗网络的拓扑优化算法(Topology Optimization using Multi-stage c GAN,mc GANs)。针对基于深度学习的拓扑优化方法在条件信息的生成中仍需大量前期准备工作的问题,本文提出级联网络。网络前两个自网络用于生成应变、应力等物理条件信息,后一个子网络用于预测最终拓扑结构,在保证拓扑结构具有物理意义的同时极大地节省了时间成本和算力成本。为了提高网络生成效果,模型生成器采用U-Net架构并加入注意力机制;为了解决模型深度增加导致的梯度爆炸问题,模型引入了残差模块;最后,为了优化部分预测结果出现噪声问题,采用局部二值化方法对最终结果进行后处理。通过实验验证,该方法在时间成本上远远小于传统方法并且领先于TOu CD,预测结果也和传统方法高度相似,且无需迭代计算为实验做前期准备。(3)提出基于条件对抗网络的热扩散拓扑优化算法(Thermal Diffusion Topology Optimization Using c GAN,TDuc GAN)。针对TOu CD预测时间成本依旧很大和mc GANs无法适应热扩散拓扑结构预测问题,本文提出了TDuc GAN网络;针对于深度学习网络不能很好识别出拓扑优化过程中的重要信息问题,本文在TDuc GAN网络中引入了CBAM注意力机制;针对于预测结构与真实结构存在差异性问题,本文多次对TDuc GAN模型进行实验分析,归纳出合理的损失函数。

关键词：扩散模型条件生成对抗网络拓扑优化 U-Net模型

基于LSTM算法的新生儿坏死性小肠结肠炎手术预测模型

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基于LSTM算法的新生儿坏死性小肠结肠炎手术预测模型

作者：崔承重庆医科大学

学位级别：硕士

基于GIS与AHP的国家公园步道选线评价体系研究 ——以拟建西南岩溶国家公园雅长片区为例

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基于GIS与AHP的国家公园步道选线评价体系研究 ——以拟建西南岩...

作者：崔天晴广西大学

学位级别：硕士

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小型嵌入式动态星模拟技术研究

小型嵌入式动态星模拟技术研究

作者：崔钹长春理工大学

学位级别：硕士

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鳗鲡科鱼类变刚度特性对推进性能影响研究

力学学报 2024年第1期56卷 273-284页

作者：张旭尧崔祚尹存宏程安楠贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院航空航天工程学院贵阳550003

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体... 详细信息

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体理论,建立由生物学钙离子肌肉驱动的鳗鲡科鱼类游动模型,研究肌肉驱动和鱼体刚度变化对推进性能的影响.结果表明,肌肉驱动力随刚度增加呈先快速增加后缓慢下降的变化趋势,而随着肌肉驱动力增加,鱼体游动速度随刚度增加而增加并逐渐趋于稳定.当肌肉驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,游动速度和启动加速度可分别提升55%和129%,可见增大鱼体刚度可显著提升推进性能.为了验证上述结论,设计了基于串并联结构的变刚度实验平台,实验表明鱼体的变刚度特性能显著提升推进性能.当舵机驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,通过统一变化弹簧刚度大小推力可提升2.5倍.上述研究结果可为改变鱼体刚度提升游动性能提供参数设计指导,为研制变刚度仿生机器鱼提供理论依据.

关键词：鳗鲡科鱼类肌肉驱动变刚度游动性能