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基于并行NSGA-Ⅲ算法的高速列车车体侧墙结构高维多目标优化

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机械工程学报 2024年第6期60卷 321-333页

作者：柴依扬张乐乐窦伟元张海峰北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 北京交通大学轨道车辆运用工程国家国际科技合作基地北京100044 中车长春轨道客车股份有限公司长春130062

针对传统多目标优化算法在高维优化问题中多样性不足、收敛速度慢,联合仿真优化的计算效率难以满足实际工程需求等问题,提出基于SPMD并行的NSGA-Ⅲ联合仿真优化方法,由MATLAB优化器与FEM求解器构建联合仿真平台,通过调用多个求解器并行... 详细信息

针对传统多目标优化算法在高维优化问题中多样性不足、收敛速度慢,联合仿真优化的计算效率难以满足实际工程需求等问题,提出基于SPMD并行的NSGA-Ⅲ联合仿真优化方法,由MATLAB优化器与FEM求解器构建联合仿真平台,通过调用多个求解器并行计算优化过程中的适应度函数,以提高面向复杂结构高维优化的计算效率。简单型材算例分析表明,在合理利用计算资源的情况下,提出的并行联合优化方法与传统串行方法相比,优化效率提高近一倍。以大型复杂机械结构高速列车车体侧墙为对象,建立多工况高维多目标优化问题,解析车体强度、刚度对侧墙结构不同区域型材厚度敏感性;对比分析Pareto解集,在侧墙质量减少0.96%的前提下,弯曲和扭转刚度分别增加了7.51%、5.39%,最大应力减少了12.18%。同时,相较于NSGA-Ⅱ算法,NSGA-Ⅲ算法可为车体结构优化设计提供更多符合期望的优化解集。

关键词： NSGA-Ⅲ算法 SPMD并行多目标优化联合仿真高速列车车体

“21·11”极端暴雪过程多系统结构演变及热动力机制

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气象 2024年第1期50卷 18-32页

作者：齐道日娜何立富张乐英中国气象局气象干部培训学院北京100081 国家气象中心北京100081 江苏省南方现代林业协同创新中心/南京林业大学生物与环境学院南京210037

利用多种实时观测资料和ERA5再分析资料,对造成2021年11月6—8日华北、东北极端暴雪过程多系统的结构特征及热动力机制进行分析。结果表明:此次过程先后由500 hPa高空横槽、河套西风槽及高空冷涡接力影响,其上空的高空急流不断加强并呈... 详细信息

利用多种实时观测资料和ERA5再分析资料,对造成2021年11月6—8日华北、东北极端暴雪过程多系统的结构特征及热动力机制进行分析。结果表明:此次过程先后由500 hPa高空横槽、河套西风槽及高空冷涡接力影响,其上空的高空急流不断加强并呈现“S”型弯曲,同时低空偏南风急流形成与加强,并在东北地区与高空急流耦合。此次过程阶段性特征明显,其影响系统的结构特征和水汽输送存在差异。回流冷锋形成的冷垫锋面较为浅薄,暖湿气流在其上倾斜上升。寒潮冷锋则较为陡立,上升气流随高度西倾。而锋面气旋结构较为深厚直立,使得气流呈垂直上升运动。随着斜压强迫的不断增强,850 hPa切变线由准东西向分布转为南北向分布,再演变为低涡切变结构。对应的水平涡度由弱转强,其上空正涡度垂直分布也逐渐加强,由弱倾斜上升运动逐步演变为较强垂直上升运动区,并在系统东侧形成次级环流下沉支。此次过程的发生发展与锋生作用密切相关,降雪落区和强度与锋区走向及锋生函数大小较为一致。假相当位温锋区在降雪3个阶段逐渐加强,垂直锋区和低层锋生函数由倾斜状态演变为近乎直立结构;湿位涡诊断表明,3个阶段降雪落区均发生在湿位涡正压项>0而斜压项<0配置的区域,条件性对称不稳定是此次过程的主要动力机制。

关键词：多系统结构地面气旋斜压强迫条件对称不稳定动力锋生

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明嘉靖朝南直隶倭寇兴亡

历史教学（上半月） 2024年第5期 67-72页

作者：苏辰鞍山师范学院人文与传播学院

嘉靖年间,倭寇在东南沿海横行肆虐。嘉靖二年,贸易争端致使嘉靖朝实行严格的海上禁令,继而引发倭乱。嘉靖三十二年后,寇入侵江南,东南沿海的海盗奸商与日本海盗相勾结,掠夺国家财赋重地。日本海盗集团是倭寇的主体,起着支配作用。南直... 详细信息

嘉靖年间,倭寇在东南沿海横行肆虐。嘉靖二年,贸易争端致使嘉靖朝实行严格的海上禁令,继而引发倭乱。嘉靖三十二年后,寇入侵江南,东南沿海的海盗奸商与日本海盗相勾结,掠夺国家财赋重地。日本海盗集团是倭寇的主体,起着支配作用。南直隶制定海防战略,强化海防体系,提高了军队抗倭战力,历经14年,基本肃清了寇。

关键词：南直隶倭寇嘉靖

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 223-229页

作者：白浩阳薛伟辰江佳斐同济大学土木工程学院上海200092

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍... 详细信息

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

关键词：玻璃纤维增强复合材料箍筋玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度直线段抗拉强度弯折半径玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库保证率计算方法

基于改进YOLO v8的牛只行为识别与跟踪方法

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农业机械学报 2024年第5期55卷 290-301页

作者：付辰伏任力生王芳河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 河北省农业大数据重点实验室保定071001

随着我国畜牧业的快速发展,牛只养殖由分散性养殖逐渐向精准化养殖转变。针对分散养殖中农户无法对每头牛只健康状况给予足够关注的问题,通过分析牛只行为模式结合视觉方向特征,设计了综合管理方法来准确识别和跟踪牛只行为。首先,采用... 详细信息

随着我国畜牧业的快速发展,牛只养殖由分散性养殖逐渐向精准化养殖转变。针对分散养殖中农户无法对每头牛只健康状况给予足够关注的问题,通过分析牛只行为模式结合视觉方向特征,设计了综合管理方法来准确识别和跟踪牛只行为。首先,采用改进YOLO v8算法对牛只进行目标监测,其中,在Backbone和Neck端使用C2f-faster结构,增强模型特征提取能力;引入上采样算子CARAFE,拓宽感受视野进行数据特征融合;针对牛只幼仔检测加入BiFormer注意力机制,以识别牛只小面积特征;更换动态目标检测头DyHead,融合尺度、空间和任务感知;然后,使用Focal SIoU函数,解决正负样本分配不均衡和CIoU局限性的问题。最后,将YOLO v8检测到的行为类别信息引入BoTSORT算法中,实现在复杂场景下牛只多目标行为识别跟踪。实验结果表明,提出的FBCD-YOLO v8n(FasterNet、BiFormer、CARAFE、DyHead)模型在牛只行为数据集上,相比较YOLO v5n、YOLO v7tiny和原YOLO v8n模型的mAP@0.5分别提升3.4、3.1、2.4个百分点,尤其牛只回舔行为识别平均精度提高7.4个百分点。跟踪方面,BoTSORT算法的MOTA为96.1%,MOTP为78.6%,IDF1为98.0%,HOTA为78.9%;与ByteTrack、StrongSORT算法比,MOTA和IDF1显著提升,跟踪效果良好。研究表明,在牛舍养殖环境下,本研究构建的多目标牛只行为识别跟踪系统,可有效帮助农户监测牛只行为,为牛只的自动化精准养殖提供技术支持。

关键词：牛只目标监测行为识别多目标跟踪 YOLO v8 BoTSORT

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发芽对莜麦多酚及抗氧化活性生物可及性的影响

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中国食品学报 2024年第6期24卷 33-43页

作者：吕俊丽侯丽丽杨昊鹏张乐道内蒙古科技大学生命科学与技术学院内蒙古包头014010

为了提高莜麦中多酚及抗氧化活性的生物可及性,采用体外模拟消化模型和结肠发酵模型,对比发芽和未发芽莜麦在不同消化阶段以及结肠发酵阶段总酚含量及抗氧化活性的变化。结果显示:体外模拟消化阶段,发芽莜麦中多酚生物可及性、DPPH自由... 详细信息

为了提高莜麦中多酚及抗氧化活性的生物可及性,采用体外模拟消化模型和结肠发酵模型,对比发芽和未发芽莜麦在不同消化阶段以及结肠发酵阶段总酚含量及抗氧化活性的变化。结果显示:体外模拟消化阶段,发芽莜麦中多酚生物可及性、DPPH自由基清除生物可及性、羟自由基清除生物可及性在小肠消化时最高,比未发芽莜麦分别高8.99%,47.75%,9.57%,还原力生物可及性在胃消化时最高,此时,发芽莜麦比未发芽莜麦高39.82%。结肠发酵阶段,不同处理莜麦消化残渣中多酚含量及抗氧化活性在发酵24~30 h时最高。在结肠发酵30 h时,未发芽莜麦消化残渣多酚生物可及性比发芽莜麦消化残渣的高8.83%,DPPH自由基清除力生物可及性比发芽莜麦消化残渣的高8.16%。羟自由基清除生物可及性比发芽莜麦消化残渣的高16.68%。但与胃肠消化阶段的生物可及性几乎相当。结论:发芽不仅能显著提高莜麦多酚及抗氧化活性在胃肠消化道中的生物可及性,也能使多酚等抗氧化组分在结肠发酵中保持较高的生物可及性,这为谷物多酚在人体消化道内的生物利用度的提高提供新的研究思路。

关键词：发芽莜麦多酚抗氧化活性生物可及性

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酿酒酵母耐受机制研究进展

食品科学 2024年第3期45卷 317-325页

作者：张乐崔金娜刘伟朱明达刘占英内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051 生物发酵绿色制造内蒙古自治区工程研究中心内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051

酿酒酵母在工业生产中被广泛应用,却会受到多种应激源和抑制物的限制,因此,探究酿酒酵母应对环境中各种不利因素的耐受机制,进而利用遗传改造技术等多种育种手段提高其耐受能力,对于提高酿酒酵母在工业生产中的鲁棒性和发酵能力至关重... 详细信息

酿酒酵母在工业生产中被广泛应用,却会受到多种应激源和抑制物的限制,因此,探究酿酒酵母应对环境中各种不利因素的耐受机制,进而利用遗传改造技术等多种育种手段提高其耐受能力,对于提高酿酒酵母在工业生产中的鲁棒性和发酵能力至关重要。本文综述了酿酒酵母对渗透压、乙醇、高温、有机酸、活性氧、二氧化硫等的耐受机制,分析了酿酒酵母中与环境胁迫有关的耐受基因,并总结了耐受机制的研究方向,未来可通过系统生物学和基因工程技术深入研究菌种适应环境的分子机制和功能网络,为提高酿酒酵母在工业生产中的抗逆性和发酵能力提供理论和实践指导。

关键词：酿酒酵母渗透压乙醇高温有机酸氧化应激二氧化硫

应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 9-18页

作者：闫逸辰寇鹏张远航李华李旭东熊尉辰梁得亮西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安710100

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电... 详细信息

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。

关键词：永磁同步电机风力发电频率控制电压控制显式模型预测控制

2000—2020年中国省级地区之间预期寿命差距及其社会经济影响因素研究

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中国卫生政策研究 2024年第4期17卷 45-51页

作者：张乐毅孙立娟对外经济贸易大学保险学院北京100029 包头师范学院数学科学学院内蒙古包头014030

目的:估计2000—2020年中国省级地区预期寿命差距及趋势,分析这一差距的主要社会经济影响因素。方法:基于log-quadratic模型估计预期寿命,采用主成分分析法和回归分析法解释其影响因素。结果:2000—2020年省级地区间出生预期寿命差距明... 详细信息

目的:估计2000—2020年中国省级地区预期寿命差距及趋势,分析这一差距的主要社会经济影响因素。方法:基于log-quadratic模型估计预期寿命,采用主成分分析法和回归分析法解释其影响因素。结果:2000—2020年省级地区间出生预期寿命差距明显减小,但老年人口呈扩大趋势。社会经济地位、危险因素和卫生服务因素对预期寿命差距的解释度分别为71%、60%和43%,三者共同的解释度为74%。结论和建议:当前省级地区间预期寿命差距明显,差距可以通过以上三个因素解释。但健康生活方式的中介效应没有预期显著,地区之间健康差距在一定程度上还受到文化等因素影响。建议:一是对健康生活方式等进行有效干预,二是重点关注文化和卫生服务因素等的影响。

关键词：预期寿命社会经济因素健康干预省级地区