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层流扩散火焰中碳烟生成与碳烟抑制的实验研究

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层流扩散火焰中碳烟生成与碳烟抑制的实验研究

作者：芦宇航浙江科技大学

学位级别：硕士

化石燃料燃烧产生的碳烟颗粒是严重损害人体生命健康以及破坏生态环境的有害物质。因此,在“双碳”战略目标的背景下,减少化石燃料燃烧过程中碳烟颗粒的排放已成为首要目标。目前在燃烧领域抑制碳烟生成的方法主要有向燃料中添加催化剂... 详细信息

化石燃料燃烧产生的碳烟颗粒是严重损害人体生命健康以及破坏生态环境的有害物质。因此,在“双碳”战略目标的背景下,减少化石燃料燃烧过程中碳烟颗粒的排放已成为首要目标。目前在燃烧领域抑制碳烟生成的方法主要有向燃料中添加催化剂的催化燃烧、将含氧燃料与化石燃料混合的掺混燃烧以及向燃烧场中施加电场或磁场等方法。然而,大多数抑制碳烟生成的方法都需要引入额外的设备或能量。因此,探索更有效、更简单的抑制碳烟方法,并深入研究抑制碳烟的机理具有重要意义。本文主要研究了两种层流扩散火焰中的碳烟生成与碳烟抑制方法。第一个是针对气体燃料乙炔,在乙炔火焰燃烧过程中,从喷嘴出口处会自然形成三阶双翼形碳,其形成能抑制乙炔火焰中碳烟的排放。第二个是针对液体燃料甲苯。当燃烧器喷嘴出口处有突起时,甲苯液滴火焰中也没有碳结构生成。将燃烧的甲苯燃料液滴置于驻波声场的波腹位置,通过改变外加声场的声学参数能抑制甲苯液滴火焰中碳烟的排放。主要得到以下结论:(1)报道了由乙炔扩散火焰形成的具有精细结构的独特大尺寸三阶双翼形碳。在乙炔扩散火焰中,由于不完全燃烧,大量的碳烟首先会自然聚集在燃烧器喷嘴出口处的突起上,然后慢慢演变成具有特定结构的双翼形碳。其演变过程包括三个阶段,第一个双翼(约10分钟)、第二个双翼(约40分钟)和第三个未发育完全双翼(约40分钟)。(2)突起点为三阶双翼形碳的形成提供了生长点。当突起点宽度固定不变时,随着突起点高度的增加,三阶双翼形碳第一阶段出现的时间逐渐缩短。随着乙炔流量的增加,最终生成的双翼形碳的阶数也在增加。且随着三阶双翼形碳的生长,碳烟的抑制效率逐渐提高,最终碳烟抑制效率达到100%。(3)在相同的频率下,碳烟抑制效率随着声压的增大而增大。当频率逐渐增大时,在高频率下想要达到与低频率时相同的碳烟抑制效率所要施加的声压更大。声能与抑制效率具有线性的关系。在低频时,碳烟的抑制效率更好。(4)声学激励能提高甲苯火焰温度。在声学激励下,火焰温度会产生周期性波动,且波动频率与所施加的声学频率一致。火焰温度的波动幅度随着碳烟抑制效率的提高而增大。(5)在相同频率下,火焰刷厚度随着碳烟抑制效率的增加而增大。火焰波动速度越大,火焰震动越强。在相同声学频率下碳烟抑制效率随着火焰波动速度的增加而增加。

关键词：碳烟抑制三阶双翼形碳声学激励扩散火焰

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基于动态联邦蒸馏的医疗对话文本生成

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 1030-1036页

作者：刘宇鹏林明豪哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150006

为了解决传统联邦蒸馏中由数据异质造成的知识误导现象,针对医疗对话文本生成这种复杂任务,提出了一种通过动态知识融合和客户端选择进行蒸馏的模型FedKS,对知识的积累和传递进行更加精细的建模.首先,在联邦学习中设计了一种有效的知识... 详细信息

为了解决传统联邦蒸馏中由数据异质造成的知识误导现象,针对医疗对话文本生成这种复杂任务,提出了一种通过动态知识融合和客户端选择进行蒸馏的模型FedKS,对知识的积累和传递进行更加精细的建模.首先,在联邦学习中设计了一种有效的知识聚合机制.其次,针对存在误导知识这一问题,提出了一种基于阈值的方法来优化每个客户端的本地模型更新选择.通过计算各客户端对全局模型性能的增益,决定是否采用知识蒸馏后的本地模型.FedKS模型可以有效解决由于误导知识导致的局部模型性能下降问题,从而实现高效的知识聚合和传递.基于多个数据集的实验表明,FedKS模型比现有基线模型训练收敛速度更快,性能更优异,并能够支持异质模型.

关键词：联邦蒸馏知识聚合客户端选择知识误导

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行为增强的多层次协同Top-N推荐

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1119-1126页

作者：刘宇鹏吕衍河哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

传统推荐系统只利用单一用户行为,然而用户行为间是具有关联性,忽视用户行为会丢失辅助行为对目标行为的影响。本文提出了一种行为增强的多层次协同Top-N推荐,在推荐二分图和元路径图上利用注意力机制传播信息,学习多层次高阶和异质协... 详细信息

传统推荐系统只利用单一用户行为,然而用户行为间是具有关联性,忽视用户行为会丢失辅助行为对目标行为的影响。本文提出了一种行为增强的多层次协同Top-N推荐,在推荐二分图和元路径图上利用注意力机制传播信息,学习多层次高阶和异质协同信号(包括用户-项目间的和项目间的)以提高推荐性能,这样可以更好地利用推荐图结构,并充分考虑到推荐图结构上各种行为间的相互影响。在经典数据集上做了全方位实验验证模型有效性,在电商推荐数据上取得了很好效果。

关键词：辅助行为多行为图神经网络元路径图用户-项目传播层目标行为高阶异质信号

准坐标描述的拉格朗日方程及其在非线性动力学系统中的能量约束型数值积分方法

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Acta Mechanica Sinica 2024年第1期40卷 265-280页

作者：段宇鹏吴景铼张云清 School of Mechanical Science and Engineering Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China

在动力学问题的数值仿真中,保持离散后的系统与原始系统相同的特性和结构是非常重要的.对于使用哈密顿方程建模并使用辛积分器求解的保守系统,其系统的能量可以在求解过程中守恒.然而,有许多系统是在跟随坐标系下建模的,且模型中包含非... 详细信息

在动力学问题的数值仿真中,保持离散后的系统与原始系统相同的特性和结构是非常重要的.对于使用哈密顿方程建模并使用辛积分器求解的保守系统,其系统的能量可以在求解过程中守恒.然而,有许多系统是在跟随坐标系下建模的,且模型中包含非线性耗散项,除非将耗散造成的能量损失一并考虑在内,否则很难保持系统的能量守恒特性。因此,在数值模拟期间保持总能量守恒是至关重要的。为了解决这个问题,本研究使用准坐标描述的拉格朗日方程来描述建立在跟随坐标系下的动力学系统,并提出了一种新的能量约束型欧拉积分器来求解建立的系统.该积分器将能量守恒定律作为约束方程,并从最初的常微分方程中构建一个新的微分代数方程通过隐式地求解该微分代数方程,获得保持系统总能量守恒的数值结果.为了将所提出的方法与常用的辛积分器和普通数值积分器进行比较,分别将各个积分器用于求解线性和非线性系统的初值问题。常用的辛积分器由于准坐标描述的拉格朗日方程的非对称结构,无法保持此类模型的总能量守恒特性.与之相对的,本文提出的能量约束型欧拉积分器能较严格地保持系统的能量守恒属性,且对保守和非保守系统都有较好的效果.

关键词：拉格朗日方程微分代数方程能量守恒定律哈密顿方程非保守系统常微分方程准坐标动力学问题

变电站典型控制线缆高空电磁脉冲耦合特性仿真方法

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南方电网技术 2024年

作者：夏小飞刘磊俸波苏毅祁汭晗芦宇锋冯瑞发梁学诚广西电力装备智能控制与运维重点实验室(广西电网有限责任公司电力科学研究院) 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院)

强电磁脉冲（high-altitude electromagnetic pulse,HEMP）的E1阶段场强高、上升时间快、持续时间短，通过变电站内部控制线缆耦合的能量对末端智能化设备造成损伤，因此对变电站内部控制线缆的HEMP耦合响应特性分析显得尤为重要。通过... 详细信息

强电磁脉冲（high-altitude electromagnetic pulse,HEMP）的E1阶段场强高、上升时间快、持续时间短，通过变电站内部控制线缆耦合的能量对末端智能化设备造成损伤，因此对变电站内部控制线缆的HEMP耦合响应特性分析显得尤为重要。通过对典型变电站实际线缆工况开展调研，仿真研究了HEMP环境下站内开关量和模拟量传输线缆的末端耦合响应水平。当屏蔽层不接地时，线缆末端会感应到大约70kV的高电压，芯线接地时短路电流为4A左右，屏蔽层的接地电流幅值大约为60A。最后搭建了双锥-线栅天线作为水平极化HEMP模拟器对控制线缆进行了现场试验与仿真结果进行对比，验证了仿真方法的有效性。

关键词： HEMP 缆耦合响应控制线缆双锥-线栅天线水平极化辐射波模拟器

基于线结构光的机械零部件孔系形位公差视觉检测研究

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基于线结构光的机械零部件孔系形位公差视觉检测研究

作者：葛宇鹏吉林大学

学位级别：硕士

孔系结构是机械零部件的重要几何特征之一,孔系几何尺寸和形位公差的准确、高效检测对提高机器的装配精度、减少振动和摩擦、提升机器工作效率等方面有着重要的意义。在机械零部件加工制造中,现有孔系测量的方法多以接触式的方法为主,... 详细信息

孔系结构是机械零部件的重要几何特征之一,孔系几何尺寸和形位公差的准确、高效检测对提高机器的装配精度、减少振动和摩擦、提升机器工作效率等方面有着重要的意义。在机械零部件加工制造中,现有孔系测量的方法多以接触式的方法为主,此类方法需要人工测量费时费力、测量效率低。因此,开展非接触式的孔系尺寸及形位公差测量技术研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。现有基于点云扫描相机的非接触测量方法的硬件成本较高,且多应用于形貌扫描或形状尺寸测量。因此,本文依托于国家自然科学基金和吉林省重点研发计划项目,提出了一种基于线结构光的三维孔系形位公差视觉检测方法,本文的主要内容如下:(1)针对在高反光表面上结构光图像质量较差等问题,提出了将高动态范围图像融合技术与多尺度分析方法结合的光条中心点提取方法。通过采集不同曝光时间对应的结构光图像进行融合,来改善单曝光条件下的光条图像质量。为了进一步提高光条中心点检测精度,采用多尺度分析对Steger算法进行优化。在实验中,通过对标准量块表面上的结构光处理,利用直线拟合残差与像素距离验证本文提出算法的有效性。(2)针对现有结构光视觉系统标定精度不足的问题,提出了基于垂直约束的光平面标定优化算法。在最小二乘拟合求解光平面方程参数的基础上,利用十字结构光具有两个光平面垂直约束的关系,对光平面标定过程进行优化,并利用标准量块测量实验,验证光平面标定改进方法的效果。(3)针对在单目视觉系统中,因被测平面与成像平面不平行引起的椭圆拟合误差和圆心漂移的问题,提出了基于柔性局部坐标系转换的视觉优化算法。通过建立柔性局部坐标系,在算法上解决透视投影畸变带来的误差,并在局部坐标平面上拟合出被测孔中心及孔径。根据国家标准中对孔系形位公差的评定方法,建立了孔系圆度、圆柱度、平行度及垂直度形位公差的视觉检测方法。(4)以典型机械零部件发动机连杆为研究对象,开展基于线结构光的孔系形位公差检测方法研究,并与利用三坐标测量仪获得的测量结果进行对比分析。实验结果表明,将三坐标测量仪的检测值作为标准值,圆度、圆柱度、平行度和垂直度四个形位公差能够满足8级精度的设计精度要求。在实验中,将本文所搭建的视觉检测系统与成熟三维视觉检测设备在孔系形位公差视觉检测中的特点进行对比。通过本文的研究,提出符合国家标准的基于线结构光的三维孔系形位公差视觉检测方法,为后续开展孔系和回转体类机械零部件几何尺寸及形位公差的精密检测等提供理论依据。

关键词：机器视觉形位公差检测孔系测量线结构光光条中心点提取

多任务驱动下的结构荷载与损伤同步识别算法研究

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多任务驱动下的结构荷载与损伤同步识别算法研究

作者：丘宇鹏广州大学

学位级别：硕士

荷载识别和损伤识别技术是结构健康监测中较为重要的两个内容。在实际工程实践中,未知损伤和未知荷载常常是共存的,并且一起影响结构的劣化行为。因此,对于结构工程来说,准确地识别未知荷载和未知损伤非常重要。本文围绕未知荷载与未知... 详细信息

荷载识别和损伤识别技术是结构健康监测中较为重要的两个内容。在实际工程实践中,未知损伤和未知荷载常常是共存的,并且一起影响结构的劣化行为。因此,对于结构工程来说,准确地识别未知荷载和未知损伤非常重要。本文围绕未知荷载与未知损伤的同步识别进行相关研究,引入正则化技术对荷载与损伤识别方程的病态性进行改善,针对现有荷载与损伤同步识别方法在求解过程中优化变量较多、识别精度较差等问题,提出一种多任务驱动下的结构荷载与损伤同步识别方法,通过任务分组的形式提高识别过程的求解效率,凸显结构损伤的稀疏性。具体如下:首先,对荷载识别方法、损伤识别方法以及荷载损伤同步识别方法的研究现状展开综述。从理论推导荷载激励下的结构响应出发,建立荷载识别目标函数,引入矩阵正则化对目标函数进行重构,并通过快速迭代收缩阈值算法(FISTA)对优化方程进行求解,得到未知荷载信息。利用反演所得到的荷载信息重构已知荷载激励下的结构响应,通过多次迭代识别损伤出现的位置和程度,实现未知荷载与损伤的同时识别,并采用数值仿真验证所提方法的有效性和可行性。其次,以结构损伤常发生在结构局部位置为前提,提出多任务驱动的概念,通过分组并行的方法将识别问题分解成几个识别任务同时进行。不同的识别任务分别假设结构损伤只发生在不同的局部结构单元中,再通过更新损伤因子的方式确定最有可能的损伤情况。将每个任务的识别问题表述为约束优化问题,通过梯度下降法进行求解,并将所有任务所得的识别结果作为候选结果,使用贝叶斯信息准则(BIC)选择最终识别结果。基于数值仿真验证所提方法的有效性和可行性。再者,基于悬臂梁和简支梁的数值案例展开对比研究,在荷载方面分别选择单次冲击荷载、连续冲击荷载以及正余弦结合的动荷载三种荷载情况,在损伤方面选择单损伤工况和两损伤工况两种情况,分别将不同的荷载与损伤交错组合形成新的工况并进行分析,将所提多任务驱动下的结构荷载与损伤同步识别与传统单任务驱动下的结构荷载与损伤同步识别进行对比和讨论。结果表明,所提方法相较于传统的荷载损伤同步识别方法具有计算过程中优化变量较少、识别准确度更高的优点。最后,基于试验案例展开方法验证。试验前结合模态试验结果进行有限元模型修正,建立反映试验结构的有限元模型。然后搭建简支梁模型进行损伤试验,通过切割模型两边的形式人为制造损伤,展开单冲击荷载以及连续冲击荷载的激励试验。提取所测的结构响应信息代入所提方法进行验证,结果表明所提方法行之有效,在所示工况下具有较高识别精度及识别效率。

关键词：荷载识别损伤识别正则化方法多任务驱动结构健康监测

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基于Ⅰ-Ⅴ特性的光伏组件故障智能诊断研究

基于Ⅰ-Ⅴ特性的光伏组件故障智能诊断研究

作者：邱宇鹏扬州大学

学位级别：硕士

中国物流业碳排放时空演变特征及影响因素研究

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中国物流业碳排放时空演变特征及影响因素研究

作者：郝宇鹏山西财经大学

学位级别：硕士