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基于视频图像识别的水电站现场安全管理

人民长江 2024年第S1期55卷 226-231页

作者：杜成波雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610051

水电站现场存在边坡滚石、高处坠物、水位突变等诸多安全风险,采用有效手段对现场人员未佩戴安全帽和水位超限进行自动识别报警具有重要意义。利用现场视频监控获取实时图像,借助图像识别技术,提出了基于改进运动目标识别方法的安全帽... 详细信息

水电站现场存在边坡滚石、高处坠物、水位突变等诸多安全风险,采用有效手段对现场人员未佩戴安全帽和水位超限进行自动识别报警具有重要意义。利用现场视频监控获取实时图像,借助图像识别技术,提出了基于改进运动目标识别方法的安全帽检测和水库水位自动监控方法,并基于OpenCV平台开发了相关监控程序,对进入视频监控区域的现场工作人员以及水库水位进行实时检测,实现了自动实时监控和报警,提升了水电站现场安全管理水平。

关键词：安全管理安全帽佩戴水位监控图像识别视频监控水电站

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数据驱动的半无限介质裂纹识别模型研究

力学学报 2024年第6期56卷 1727-1739页

作者：江守燕邓王涛孙立国杜成斌河海大学工程力学系南京211100

缺陷识别是结构健康监测的重要研究内容,对评估工程结构的安全性具有重要的指导意义,然而,准确确定结构缺陷的尺寸十分困难.论文提出了一种创新的数据驱动算法,将比例边界有限元法(scaled boundary finite element methods,SBFEM)与自... 详细信息

缺陷识别是结构健康监测的重要研究内容,对评估工程结构的安全性具有重要的指导意义,然而,准确确定结构缺陷的尺寸十分困难.论文提出了一种创新的数据驱动算法,将比例边界有限元法(scaled boundary finite element methods,SBFEM)与自编码器(autoencoder,AE)、因果膨胀卷积神经网络(causal dilated convolutional neural network,CDCNN)相结合用于半无限介质中的裂纹识别.在该模型中,SBFEM用于模拟波在含不同裂纹状缺陷半无限介质中的传播过程,对于不同的裂纹状缺陷,仅需改变裂纹尖端的比例中心和裂纹开口处节点的位置,避免了复杂的重网格过程,可高效地生成足够的训练数据.模拟波在半无限介质中传播时,建立了基于瑞利阻尼的吸收边界模型,避免了对结构全域模型进行计算.搭建了CDCNN,确保了时序数据的有序性,并获得更大的感受野而不增加神经网络的复杂性,可捕捉更多的历史信息,AE具有较强的非线性特征提取能力,可将高维的原始输入特征向量空间映射到低维潜在特征向量空间,以获得低维潜在特征用于网络模型训练,有效提升了网络模型的学习效率.数值算例表明:提出的模型能够高效且准确地识别半无限介质中裂纹的量化信息,且AE-CDCNN模型的识别效率较单CDCNN模型提高了约2.7倍.

关键词：数据驱动比例边界有限元法自编码器因果膨胀卷积神经网络裂纹识别

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基于SBFEM的剪切型裂纹动态开裂模拟

力学学报 2024年

作者：江守燕高嘉林安邦杜成斌河海大学工程力学系

剪切型断裂是岩土工程中常见的破坏模式，了解剪切破坏机理并准确预测剪切型裂纹的萌生、扩展过程对保障工程结构的安全性与稳定性具有重要意义。论文建立了基于比例边界有限元法（Scaled Boundary Finite Element Methods,SBFEM）和非... 详细信息

剪切型断裂是岩土工程中常见的破坏模式，了解剪切破坏机理并准确预测剪切型裂纹的萌生、扩展过程对保障工程结构的安全性与稳定性具有重要意义。论文建立了基于比例边界有限元法（Scaled Boundary Finite Element Methods,SBFEM）和非局部宏-微观损伤模型的剪切型裂纹动态开裂模拟方法，定义了基于偏应变的物质点对的正伸长量的概念，可作为预测剪切型裂纹扩展行为的动态开裂准则，一点的损伤定义为该点影响域范围内连接的物质键损伤的加权平均值，而物质键的损伤则与基于偏应变的物质点对的正伸长量相关联，并引入能量退化函数建立结构域几何拓扑损伤与能量损失之间的关系，将拓扑损伤与应力应变联系起来，通过能量退化函数修正了SBFEM的刚度系数矩阵，得到了子域在损伤状态下的刚度矩阵，推导了考虑结构损伤的SBFEM动力控制方程，采用Newmark隐式算法对控制方程进行时间离散。最后，通过三个典型算例验证了建议的模型可较好地模拟剪切型断裂问题，能够很好地捕捉剪切型裂纹的扩展路径，并得到较为准确的荷载-位移曲线。

关键词：比例边界有限元法非局部宏-微观损伤模型剪切型开裂四叉树网格偏应变

基于图像八叉树的三维比例边界有限元多面体网格生成算法

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河海大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 46-54页

作者：章鹏杜成斌赵文虎南京工程学院土木工程与智慧管理研究所江苏南京211167 河海大学力学与材料学院江苏南京211100 南昌大学工程建设学院江西南昌330031

基于图像八叉树方法,提出了平衡八叉树和多面体网格修剪相结合的三维比例边界有限元多面体网格算法,该算法根据结构尺寸建立恰好完全包含整个结构的立方体网格,再建立结构图像像素信息,根据像素信息,按照2∶1的平衡分割原则递归地进行等... 详细信息

基于图像八叉树方法,提出了平衡八叉树和多面体网格修剪相结合的三维比例边界有限元多面体网格算法,该算法根据结构尺寸建立恰好完全包含整个结构的立方体网格,再建立结构图像像素信息,根据像素信息,按照2∶1的平衡分割原则递归地进行等分,完成平衡八叉树网格生成。结构内单元网格完全保留,结构外单元网格删除,对于结构边界单元网格,提出采用面-立方体相交判断方法进行边界单元与结构边界相交面的筛选,搜寻结构单元与结构边界表面相交点,通过有序连接相交点形成边界单元切割面,再结合边界单元其他几个面,构成裁剪后的多面体单元。数值算例结果表明,基于本文算法生成的比例边界有限元网格计算结果具有较好的精度和边界适应性。

关键词：平衡八叉树多面体网格修剪三维比例边界有限元网格生成算法图像像素

钨丝/锆基非晶复合材料与93W合金弹芯侵彻靶板的损伤特征

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爆炸与冲击 2024年第4期44卷 109-119页

作者：吴烁罡杜成鑫周峰高光发吕文争陈曦南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为研究钨丝/锆基非晶复合材料(WF/Zr-based bulk metallic glass matrix composite,WF/Zr-MG)及93W合金两种弹芯材料对于45钢靶板的侵彻特征机理与损伤特征,利用上述两种弹芯进行对比开展侵彻试验,在宏观和微观层面对侵彻结果进行分析,... 详细信息

为研究钨丝/锆基非晶复合材料(WF/Zr-based bulk metallic glass matrix composite,WF/Zr-MG)及93W合金两种弹芯材料对于45钢靶板的侵彻特征机理与损伤特征,利用上述两种弹芯进行对比开展侵彻试验,在宏观和微观层面对侵彻结果进行分析,其中,宏观定量化表征量采用等效直径进行研究,微观层面利用扫描电镜、光学显微镜、XRD衍射仪与显微维氏硬度仪对靶板的微观形貌、相变及硬度特征进行表征。试验结果表明,WF/Zr-MG弹芯完全贯穿靶板,而93W合金弹芯残留于靶板之中,其等效扩孔直径分别为16.7和18.4 mm,前者较后者低10.18%,WF/Zr-MG弹芯的穿甲能力高于93W合金弹芯。在微观角度,WF/Zr-MG与93W合金弹芯侵彻后弹坑细晶层晶粒长径比分别为4.5和7.3,其维氏硬度HV的峰值分别为249和287,其中高硬度层宽度分别为10.2和8.9 mm。前者对应靶板高硬度层更宽的原因是Zr基非晶合金在侵彻过程中持续释放热量,使其温度影响区较大,因此硬度提升的区域大。侵彻过程中,后者的靶板强度明显高于前者的,其主要原因为WF/Zr-MG弹芯发生屈曲回流,而93W合金弹芯产生蘑菇头现象,使得WF/Zr-MG弹芯对于靶板的挤压变形更小,晶粒拉长效果减弱,硬度峰值提升变小,靶板单位长度的能量损耗小,从而增强WF/Zr-MG复合材料弹芯的穿甲能力。

关键词： WF/Zr-MG复合材料 93W 微观分析硬度分析损伤特征

固化材料复配处理高浓度重金属复合污染土试验研究

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安全与环境学报 2024年第7期 2797-2810页

作者：夏威夷杜成磊丁亮蔡光华曲常胜江苏省环境工程技术有限公司江苏省生态环境保护地下水污染防治工程技术中心江苏省环保集团有限公司南京林业大学土木工程学院

针对人工配置的高质量比重金属复合污染土，分别开展工业废弃物、废弃生物质和矿物材料固化土的浸出毒性和pH值测试，发现不同固化原料对重金属Pb、Zn、Cd、As的固化效果存在明显的选择性；综合考虑原料生产的经济性、友好性和能耗指标... 详细信息

针对人工配置的高质量比重金属复合污染土，分别开展工业废弃物、废弃生物质和矿物材料固化土的浸出毒性和pH值测试，发现不同固化原料对重金属Pb、Zn、Cd、As的固化效果存在明显的选择性；综合考虑原料生产的经济性、友好性和能耗指标，在优选出的固化原料基础上，复配形成了两种经济高效的复配固化剂B1和复配固化剂B2;以真实高质量比污染土为修复对象，开展复配固化剂固化效果、长期稳定性测试，以及固化土体pH值、无侧限抗压强度、渗透系数测试。试验结果显示：复配固化剂B1和复配固化剂B2对4种重金属均具有较好的固定效果，各掺量下重金属固化率均高于80%,且固化率随着掺量的增大而增大；复配固化剂B1对Pb、Zn和Cd的固定效果优于复配固化剂B2,而复配固化剂B2对于As的固定效果优于复配固化剂B1;土壤中Pb、Zn、Cd和As的固定作用主要发生在28 d以内，其后随着龄期增长修复土重金属浸出质量浓度变化较小，修复效果具有较好的长期稳定性；两种复配固化剂均能显著提高污染土壤pH值；与复配固化剂B1相比，复配固化剂B2能显著提高污染土强度，大幅降低固化体的可渗透性，综合固化稳定化效果更佳。

关键词：环境工程学污染土壤修复材料 pH值强度

三元正极材料LiNiCoAlO制备方法研究进展

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化工新型材料 2024年

作者：闫晓岑杜成婷丁佳琪李健王甲泰青海师范大学物理与电子信息工程学院

层状三元正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA815)具有较高的理论比容量、优异的循环性能和环境友好等优点，被认为是未来极具应用前景的正极材料之一。但是，三元正极材料NCA815在制备过程中存在合成工艺条件苛刻及不同的制备方法会导... 详细信息

层状三元正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA815)具有较高的理论比容量、优异的循环性能和环境友好等优点，被认为是未来极具应用前景的正极材料之一。但是，三元正极材料NCA815在制备过程中存在合成工艺条件苛刻及不同的制备方法会导致材料形貌结构和电化学性能差异等问题。综述了近年来三元正极材料NCA815的制备方法，如高温固相法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法及其他新方法，分析了不同制备方法之间的差异以及对材料的影响，并展望了该材料未来的研究方向。

关键词：锂离子电池三元正极材料镍钴铝酸锂制备方法

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攀西地区芒果关键生育期干旱指标判识

生态学杂志 2024年

作者：袁月陈东东杜成勋廖伟冉津江栗晓玮重庆第二师范学院南方丘区节水农业研究四川省重点实验室四川省农业气象中心中国气象局气象干部培训学院四川分院攀枝花市气象局

选取芒果开花坐果期和果实膨大期作为研究时段，在综合考虑芒果不同生育阶段水分供需状况的基础上，利用气象资料、芒果物候观测资料和小样本的芒果灾情资料，以聚类分析、样本距离分析等方法确定针对芒果关键生育期的干旱判识指标。使... 详细信息

选取芒果开花坐果期和果实膨大期作为研究时段，在综合考虑芒果不同生育阶段水分供需状况的基础上，利用气象资料、芒果物候观测资料和小样本的芒果灾情资料，以聚类分析、样本距离分析等方法确定针对芒果关键生育期的干旱判识指标。使用T检验、预留历史样本检验和典型站、典型年份判识等方法，对干旱判识指标有效性进行了检验。结果表明：芒果干旱触发阈值，开花坐果期为0.89，果实膨大期为0.80；基于芒果关键生育期干旱判识指标提取的干旱指数与历史样本在序列上具有一致性，判识指标对预留历史样本判识准确率为81.5%，典型站长时间序列灾害样本的指标判识准确率为95%；指标可应用于典型年份的干旱灾害判识，典型年份干旱区域的指标判识准确率为85.7%。研究结果可为攀西地区芒果干旱监测和防旱减灾提供技术支撑。

关键词：芒果水分盈亏指数干旱指数指标判识

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四元超宽带高隔离MIMO槽天线的设计

压电与声光 2024年第1期46卷 103-107页

作者：舒海峰杜成珠杨福慧上海电力大学电子与信息工程学院上海200082 中电科微波通信(上海)有限公司上海201800

提出了一款基于FR4的共面波导(CPW)馈电四元超宽带(UWB)高隔离MIMO天线。该天线由4个单元槽天线组成,天线尺寸为65 mm×65 mm×0.8 mm。通过采用缺陷地结构和切角的方式实现了天线的超宽带特性。单元天线相互垂直放置实现了极化分集,同... 详细信息

提出了一款基于FR4的共面波导(CPW)馈电四元超宽带(UWB)高隔离MIMO天线。该天线由4个单元槽天线组成,天线尺寸为65 mm×65 mm×0.8 mm。通过采用缺陷地结构和切角的方式实现了天线的超宽带特性。单元天线相互垂直放置实现了极化分集,同时在天线中间加载隔离栏栅结构,增加了天线的隔离度。对天线进行加工测试,测试结果能覆盖2.86~11.1 GHz并在频段内隔离度大于20 dB,天线具有高隔离、超宽带和较低的包络相关系数(ECC<0.006)的特点。天线采用(CPW)的馈电形式,更易应用于集成电路中,适用于各种超宽带系统。

关键词：槽天线超宽带多输入多输出(MIMO) 高隔离度