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T样条用于计算机辅助设计、分析和制造的新型表示方法

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图学学报 2022年第6期43卷 1018-1033页

作者：胡文恺马鸿宇刘亚醉魏小东赵罡申立勇李新中国科学技术大学数学科学学院安徽合肥230000 中国科学院大学数学科学学院北京100049 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 上海交通大学密西根学院上海200240 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

几何造型主要研究在计算机环境下几何模型的表示与设计,其是计算机辅助设计、工程和制造领域中重要的基础研究方向。当前工业制造中几何模型表示的标准是非均匀有理B样条(NURBS)。然而,由于张量积拓扑结构,NURBS在表示复杂几何模型时具... 详细信息

几何造型主要研究在计算机环境下几何模型的表示与设计,其是计算机辅助设计、工程和制造领域中重要的基础研究方向。当前工业制造中几何模型表示的标准是非均匀有理B样条(NURBS)。然而,由于张量积拓扑结构,NURBS在表示复杂几何模型时具有难以克服的局限性。T样条是一种新型兼容NURBS的自由曲面造型表示技术。由于克服了NURBS的多个重要的局限,T样条自提出后引起了学术界和工业界的极大关注。为了使国内外同行对T样条的发展历程和研究现状有一个较为全面的了解,对其进行系统综述。在广泛文献调研的基础上,对T样条的定义、基础算法,以及在计算机辅助设计、工程和制造中的应用进行归纳总结和详细分析,重点分析了这些算法的基本思想和原理,比较了其优点和不足。由于工业界对几何表示的精度和效率的要求越来越高,导致T样条的研究仍然不完善,还存在大量亟待解决的问题和可能的发展方向。

关键词： T样条非均匀有理B样条计算机辅助设计计算机辅助分析计算机辅助制造

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一种环境振动源强预测随机可靠度分析方法

振动与冲击 2024年第6期43卷 336-344页

作者：张校恺韦凯西南交通大学土木工程学院成都610031

不同线路之间工程条件的差异导致18导则半经验模型环境振动源强预测准确度较低,致使后续减振工作浪费大量时间、经济成本。为了提高预测准确度,实现环境振动敏感点的精准筛选,节约减振成本。建立了可以反映隧道壁振动的车辆-轨道-盾构... 详细信息

不同线路之间工程条件的差异导致18导则半经验模型环境振动源强预测准确度较低,致使后续减振工作浪费大量时间、经济成本。为了提高预测准确度,实现环境振动敏感点的精准筛选,节约减振成本。建立了可以反映隧道壁振动的车辆-轨道-盾构隧道耦合振动模型,基于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法提出了一种环境振动源强预测随机可靠度分析方法,以半经验模型中的3个修正项C_(W)、C_(R)及C_(T)为例,分析了导致修正项预测准确度具有随机不确定性的主要因素并提出了相应的标准化管理建议。主要研究结论如下:所建模型具有较高的计算效率和计算精度,单个工况计算时间为90 s,可弥补MC法耗时的缺点,时域幅值误差在12%以内,源强误差在1 dB以内;同种扣件不同弹性垫板之间非线性载频变刚度的差异是导致C_(W)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,该因素会导致源强预测存在-1~+3 dB的误差;不同线路之间钢轨磨耗等级的差异是导致C_(R)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,该因素会导致源强预测存在-3~+3 dB的误差;不同中硬土之间弹性模量的差异过大是导致C_(T)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,当土体剪切波速在250~375 m/s时C_(T)的准确度较高,当在375~500 m/s时,C_(T)的准确性较低,预测误差可达3 dB;当同时考虑多个修正项带来的误差时,源强预测误差范围可达-4~+9 dB,设计时极有可能采取不符合断面实际要求的减振措施,从而浪费大量减振成本,因此建议严格控制扣件弹性垫板非线性载频变刚度、钢轨磨耗等级等因素的随机性,并以剪切波速375 m/s为界将中硬土划为两类并给出相应的修正项。

关键词：城市轨道交通车辆-轨道耦合动力学环境振动随机振动

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济南某复杂综合体结构设计难点研究

建筑结构 2024年第7期54卷 118-125页

作者：夏昊陈灏恺陆宜倩张侃胡文松中建研科技股份有限公司北京100013

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结... 详细信息

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,高区拱形连桥采用钢结构空腹桁架结构体系,低区U形幕墙采用劲性索体系。针对工程特点,着重阐述了大底盘裙房不分缝可行性及低、高区弱连体的合理支座形式,提出了采用两端固定铰U形劲性索的弱连体新形式。结果表明:低区U形幕墙采用两端固定铰连接形式,高区连桥采用铅芯橡胶隔震支座连接形式均能较好地实现弱连接,保证塔楼和连桥的抗震性能。

关键词：连体结构铅芯橡胶隔震支座钢结构空腹桁架简支梁桥 U形劲性索

面向应急监测通信网时空覆盖优化的递阶遗传算法

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地球信息科学学报 2024年第8期26卷 1880-1892页

作者：胡文焯吴春武汉市自然资源保护利用中心武汉430014

大规模突发环境事故往往会损害受灾地区光缆、基站等网络基础设施,亟需借助现有通讯设备搭建临时的自组织通信网络以传输污染物浓度等应急监测数据,使应急指挥中心及时判别污染态势并制定相应挽救策略。因此地空通信网覆盖部署成为断网... 详细信息

大规模突发环境事故往往会损害受灾地区光缆、基站等网络基础设施,亟需借助现有通讯设备搭建临时的自组织通信网络以传输污染物浓度等应急监测数据,使应急指挥中心及时判别污染态势并制定相应挽救策略。因此地空通信网覆盖部署成为断网场景下应急监测任务顺利实施的关键。本文采用空间分析方法驱动应急通信车至最佳位置,基于此设计具有时空递阶染色体矩阵、适应度综合评价模型、协同进化机制的混合递阶遗传算法,智能化部署通信节点以组建时空覆盖的地空通信网,实现监测数据自主传输。算法综合考虑应急监测人员分布、气候条件、通信资源工作状况及通信性能等因素,若偶发通信资源新增或失效、通信需求调整等变动,支持适应性更新现场通信节点时空位置和通信链路。以新疆一处尾矿库为实验样区进行验证分析,基于三维地球平台可视化地空通信网部署方案并评估算法适应度收敛能力、动态场景应变性和实地实施效力。本算例适应度经260次迭代后约提升30%,相较于随机搜索等其他5种算法展现出更优越的收敛速度和提升幅度,通信节点在续航时间内保障了不同场景监测任务点的全面覆盖和均衡分配,满足实地应急监测响应需求,证明了算法可靠性、可行性。

关键词：应急通信车通信无人机通信时空覆盖通信链路应急监测递阶遗传算法粒子群算法

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祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度

科学通报 2024年第18期69卷 2674-2681页

作者：张领方向恺韩硕中山大学地球科学与工程学院珠海519080

2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星... 详细信息

2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度,将不仅帮助分析次表层探测雷达数据的有效性,而且还能表征近表层物质对电磁波的散射和吸收特征.本文首先基于祝融号火星车次表层探测雷达的探测参数,建立了有效探测深度与介电常数和损耗率的关系模型;其次,根据实测次表层探测雷达数据的相似性,确定有效信号深度;最后,通过祝融号火星车雷达的两个通道实际数据的能量衰减特性,计算出不同深度的损耗角正切值,与探测深度模型和有效信号深度进行匹配.祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度研究,将帮助分析火星近表层物质成分,为我国深空探测助力.

关键词：祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度损耗角正切值

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高性能多方向双圆弧形压电能量收集系统

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 26-34页

作者：曹益恺王德波南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

为了解决传统压电能量收集系统通频带窄、功率密度低的问题,本文采用线性多模态共振法,提出一种双圆弧悬臂梁内外反向拼接的压电能量收集系统。两根梁上各覆盖一个压电层,压电层之间串联连接。建立二自由度系统集总参数模型和机电耦合... 详细信息

为了解决传统压电能量收集系统通频带窄、功率密度低的问题,本文采用线性多模态共振法,提出一种双圆弧悬臂梁内外反向拼接的压电能量收集系统。两根梁上各覆盖一个压电层,压电层之间串联连接。建立二自由度系统集总参数模型和机电耦合模型来分析频率响应和输出性能。对比压电层弧度不同的压电能量收集系统的输出性能,根据测试结果,当弧度为0.5π时输出性能最佳。设置激励加速度为0.1 g,一阶模态下,谐振频率为82.19 Hz,开路电压为49.65 V,最大输出功率为3.74 mW;二阶模态下,谐振频率为119.14 Hz,开路电压为44.74 V,最大输出功率为3.54 mW。测试结果表明,该结构可有效拓宽通频带宽度至52 Hz,且功率密度高。该压电能量收集系统结构简单易于制备,工作频带宽,可在频率波动大的环境下供电,同时体积小、功率密度大,能在多方向激励下高效率收集能量,可应用于可穿戴设备、低功率设备等多个领域。

关键词：压电能量收集多模态多方向谐振频率功率密度

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跨境资本与人民币汇率的非对称波动耦合效应

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 637-646页

作者：金政李湛胡文伟上海社会科学院应用经济研究所上海200023 中国人民银行上海总部上海200120 上海工程技术大学管理学院上海201620

构建向量误差修正‒广义自回归条件异方差‒非对称BEKK(VECM-GARCH-ABEKK)模型,从产业资本和金融资本两个维度,研究跨境资本与人民币汇率波动的非对称耦合效应。研究发现,产业资本和金融资本与人民币汇率具有显著的持续性、集聚性波动特征... 详细信息

构建向量误差修正‒广义自回归条件异方差‒非对称BEKK(VECM-GARCH-ABEKK)模型,从产业资本和金融资本两个维度,研究跨境资本与人民币汇率波动的非对称耦合效应。研究发现,产业资本和金融资本与人民币汇率具有显著的持续性、集聚性波动特征,且两类跨境资本与人民币汇率之间的波动溢出存在差异化的非对称耦合效应。研究提出优先针对产业资本外流风险出台相关政策,构建“宏观审慎+微观监管”监管框架,降低外汇市场超调风险,利用人民币离岸交易构筑资本跨境流动缓冲区等对策建议。

关键词：跨境资本流动汇率波动溢出非对称耦合效应向量误差修正‒广义自回归条件异方差‒非对称BEKK模型

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刑事涉案数字资产审前处置的困境与对策研究

社会科学辑刊 2024年第2期 79-88页

作者：李小恺中国政法大学刑事司法学院

对于涉案财物的审前处置,我国现有的刑事诉讼制度和司法实践更加偏重证据保全而忽视对财产权益的保护。在面对涉案数字资产时,这种制度性的缺陷被进一步放大,立法和司法面临其法律属性不明、审前处置措施手段有限、程序规范性不足、监... 详细信息

对于涉案财物的审前处置,我国现有的刑事诉讼制度和司法实践更加偏重证据保全而忽视对财产权益的保护。在面对涉案数字资产时,这种制度性的缺陷被进一步放大,立法和司法面临其法律属性不明、审前处置措施手段有限、程序规范性不足、监管有效性不高的困境,查封、扣押等传统措施也无法对作为涉案财物的数字资产形成有效查控和保全。当前普遍的做法是套用电子数据取证的技术标准、操作规范和程序规则,但易忽视数字资产的财产属性。应完善数字资产司法处置制度,针对其特殊属性探索运用前沿技术,强化审前处置的程序规制,构建数字资产处置监管机制的新模式。

关键词：数字资产涉案财物审前处置

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高性能近红外聚合物超透镜的逆向设计

光学学报 2024年第8期44卷 199-207页

作者：魏鹤鸣胡文琛庞拂飞上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好... 详细信息

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。

关键词：超表面超透镜逆向设计目标优先算法偏振不依赖性