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基于位移控制法的被动恒力夹持机构非线性有限元求解

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机械设计与研究 2024年第4期40卷 12-17页

作者：梁展沛苗玉彬上海交通大学机械与动力工程学院上海201100

无需驱动控制的被动式恒力夹持机构对果蔬的无损采摘具有重要意义。恒力夹持机构设计困难,采用拓扑优化方法可以降低设计盲目性。而此类设计依托非线性有限元分析。考虑机构大变形引入的几何非线性,以及采用超弹性材料而引入的材料非线... 详细信息

无需驱动控制的被动式恒力夹持机构对果蔬的无损采摘具有重要意义。恒力夹持机构设计困难,采用拓扑优化方法可以降低设计盲目性。而此类设计依托非线性有限元分析。考虑机构大变形引入的几何非线性,以及采用超弹性材料而引入的材料非线性,建立了二维网格模型以及受位移载荷输入的平衡迭代方程,并给出了针对此类问题的位移控制法求解方法,并与基于微分方程求解的类比算法进行比较。计算表明本算法流程对此类位移输入的非线性问题求解具有较高的效率和精确性,并可为后续的恒力夹持机构的拓扑优化设计提供数值计算基础。

关键词：恒力机构非线性有限元分析超弹性材料位移控制法

香薷水提液对急性热应激小鼠血常规、血清生化和抗氧化功能的影响

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饲料工业 2024年

作者：周雨徐光沛蒋平陈存武皖西学院生物与制药工程学院

试验旨在探讨香薷水提液对热应激小鼠血常规、血清生化及抗氧化功能的影响，将30只ICR小鼠随机分为空白组，模型组，阳性对照组及香薷水提液低、中、高剂量组。空白组和模型组灌胃生理盐水，阳性对照组给予太极藿香正气口服液，香薷水... 详细信息

试验旨在探讨香薷水提液对热应激小鼠血常规、血清生化及抗氧化功能的影响，将30只ICR小鼠随机分为空白组，模型组，阳性对照组及香薷水提液低、中、高剂量组。空白组和模型组灌胃生理盐水，阳性对照组给予太极藿香正气口服液，香薷水提液低、中、高剂量组分别灌胃0.5、1.0、2.0 mL/kg的香薷水提液，均按照2 mL/kg 体重灌胃，每日1次，连续7 d。最后一次给药结束后进行热应激试验，置于40 ℃恒温箱中热应激2 h后检测小鼠血常规指标、血清生化指标、抗氧化相关指标及热休克蛋白70（HSP70）指标。结果表明：与模型组相比，香薷水提液能显著降低急性热应激小鼠白细胞、中性粒细胞数量（P<0.05），显著降低血清天门冬氨基酸转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、HSP70及肝脏丙二醛（MDA）水平（P<0.05），提高肝脏总超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱苷肽过化物酶（GSH-Px）水平（P<0.05），以高剂量组效果最好。综上，表明香薷水提液可缓解急性热应激所致小鼠血液炎性细胞升高，改善热应激小鼠肝、肾及抗氧化功能，降低血清HSP70的含量，提高机体的抗热应激能力，以高剂量组2.0 mL/kg效果最佳。

关键词：香薷水提液急性热应激血常规血清生化抗氧化

井筒密封完整性监测与智能感知技术进展与展望

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石油钻探技术 2024年第5期52卷 35-41页

作者：周仕明陆沛青中石化石油工程技术研究院有限公司中国石化固井与完井重点实验室

油气井生产过程中的井筒密封完整性演化信息是保障油气资源安全效益开发的基础，传统测井技术难以满足井筒全生命周期完整性的监测需求，实现井筒、地层信息感知与数字技术的高效融合势在必行。为此，国内外以井筒完整性原位感知技术为... 详细信息

油气井生产过程中的井筒密封完整性演化信息是保障油气资源安全效益开发的基础，传统测井技术难以满足井筒全生命周期完整性的监测需求，实现井筒、地层信息感知与数字技术的高效融合势在必行。为此，国内外以井筒完整性原位感知技术为主要突破口，在声波监测、光纤传感、自感知水泥浆和永久井下测试装置等方面进行了探索。在总结国内外井筒密封完整性监测与智能感知技术进展的基础上，分析了存在的不足与难题，从声波监测技术、分布式光纤传感监测技术、智能水泥浆体系和井下永久测试装置等4方面进行了发展展望，并提出了发展建议，以推动构建智能井筒，实时精准掌握油气井井筒健康状况，促进油气工程技术安全、高效、智能化升级。

关键词：井筒完整性全生命周期智能感知智能井筒技术进展发展建议

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基于多重余弦函数的积垢建模及其对叶栅气动性能影响

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航空动力学报 2024年

作者：高丽敏涂盼盼杨淞魏沛羽西北工业大学国家卓越工程师学院西北工业大学动力与能源学院

为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征，针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数，基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压... 详细信息

为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征，针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数，基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压叶栅气动性能的影响。结果表明，不规则粗糙叶栅积垢造成了气动性能退化，流动损失增加，且随着松散层积垢粗糙度的增加气动性能退化程度加剧，这一现象在负攻角工况尤为显著。相较于积垢粗糙度大小，积垢粗糙结构宽度对气动性能退化的影响相对较小。相较于压比，总压损失对叶栅积垢更加敏感，当积垢造成总压损失最大增加145.75%时相应的压比仅降低3.07%。

关键词：压气机积垢不规则粗糙度积垢建模压气机叶栅气动性能

基于逐层生成的多轴机器人增材制造轨迹优化研究

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现代制造工程 2024年第7期 26-34页

作者：曲利红景世沛郑州电子信息职业技术学院郑州451450 河南牧业经济学院郑州450046

为解决增材制造生产旋转薄壁零件时出现的阶梯效应和沉积问题,提升零件制造的质量与精度,提高增材制造效率,提出了一种基于逐层生成的多轴机器人增材制造轨迹优化策略。首先,基于六轴机器人的逆几何模型构建方向向量,并从中提取方向参... 详细信息

为解决增材制造生产旋转薄壁零件时出现的阶梯效应和沉积问题,提升零件制造的质量与精度,提高增材制造效率,提出了一种基于逐层生成的多轴机器人增材制造轨迹优化策略。首先,基于六轴机器人的逆几何模型构建方向向量,并从中提取方向参数定义不同层的目标函数和约束函数,提出逐层轨迹优化策略;其次,考虑同轴沉积系统产生的轴冗余,运用轴冗余改善机器人的运动轨迹,并将轨迹优化应用于旋转薄壁零件的实际制造;最后,为验证所提方法的有效性,选取逐点和非优化轨迹策略,并选择空心半球体、拉瓦尔喷嘴和进气漏斗构型进行实验验证。实验结果表明,所提方法能够提供更平滑的关节运动轨迹,提升零件的制造质量与制造效率,且与非优化轨迹策略相比,所提方法具有更高的几何精度,可有效改进增材制造工艺。

关键词：多轴机器人增材制造多轴沉积轨迹优化逐层生成

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面向GPU并行编程的线程同步综述

软件学报 2024年第2期35卷 1028-1047页

作者：高岚赵雨晨张伟功王晶钱德沛首都师范大学信息工程学院北京100048 中国人民大学信息学院北京100872 北京航空航天大学计算机学院北京100191

并行计算已成为主流趋势.在并行计算系统中,同步是关键设计之一,对硬件性能的充分利用至关重要.近年来,GPU(graphic processing unit,图形处理器)作为应用最为广加速器得到了快速发展,众多应用也对GPU线程同步提出更高要求.然而,现有GP... 详细信息

并行计算已成为主流趋势.在并行计算系统中,同步是关键设计之一,对硬件性能的充分利用至关重要.近年来,GPU(graphic processing unit,图形处理器)作为应用最为广加速器得到了快速发展,众多应用也对GPU线程同步提出更高要求.然而,现有GPU系统却难以高效地支持真实应用中复杂的线程同步.研究者虽然提出了很多支持GPU线程同步的方法并取得了较大进展,但GPU独特的体系结构及并行模式导致GPU线程同步的研究仍然面临很多挑战.根据不同的线程同步目的和粒度对GPU并行编程中的线程同步进行分类.在此基础上,围绕GPU线程同步的表达和执行,首先分析总结GPU线程同步存在的难以高效表达、错误频发、执行效率低的关键问题及挑战;而后依据不同的GPU线程同步粒度,从线程同步表达方法和性能优化方法两个方面入手,介绍近年来学术界和产业界对GPU线程竞争同步及合作同步的研究,对现有研究方法进行分析与总结.最后,指出GPU线程同步未来的研究趋势和发展前景,并给出可能的研究思路,从而为该领域的研究人员提供参考.

关键词：通用图形处理器(GPGPU) 并行编程线程同步性能优化

通过Mo掺杂诱导低Li/Ni混排程度增强Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)可逆容量与循环稳定性

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物理学报 2024年第2期73卷 302-309页

作者：冉沛林吴康赵恩岳王芳卫毋志民重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 松山湖材料实验室东莞523808 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳... 详细信息

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳离子混排和较差的动力学.采用一种简单易行的高价离子掺杂策略,在Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)(LNFMO)中掺入Mo元素,拓宽了锂层间距,为Li^(+)的传输提供了更宽的通道,改善了Li^(+)的扩散动力学,有效抑制了阳离子混排,进一步稳定了层状结构.得益于此,Mo掺杂后的富锂材料表现出显著增强的电化学性能,在0.2 C电流密度下表现出209.48 mAh/g的初始放电比容量.1C下的初始放电比容量从137.02 mAh/g提高到165.15 mAh/g;循环300次后,仍有117.49 mAh/g的放电比容量,电压衰减由2.09 mV/cycle降低为1.66 mV/cycle.本文对Mo掺杂后的正极材料进行了系统表征并揭示了循环稳定的机理,为高性能富锂正极材料的设计提供了重要参考.

关键词：锂离子电池富锂层状氧化物正极材料阳离子混排

面向天河新一代超算系统通用处理器的性能分析工具集

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计算机学报 2024年第2期47卷 423-440页

作者：冯文韬栾钟治杨海龙钱德沛北京航空航天大学计算机学院北京100191

天河新一代超算系统是继天河2号后天河系列的新一代超算系统.该系统拟采用通用处理器配合加速器的混合异构架构,其中通用处理器采用ARM架构.目前,面向ARM架构处理器的性能分析工具仍不够完善,而面向新一代超算的性能分析工具更是较为匮... 详细信息

天河新一代超算系统是继天河2号后天河系列的新一代超算系统.该系统拟采用通用处理器配合加速器的混合异构架构,其中通用处理器采用ARM架构.目前,面向ARM架构处理器的性能分析工具仍不够完善,而面向新一代超算的性能分析工具更是较为匮乏,实用性和效率还难以满足编程人员的需求.本文针对天河新一代超算系统的通用处理器,设计开发了一套性能分析工具集,包含缓存冲突检测、伪共享检测和内存缺陷检测三个子工具.工具集可以在天河新一代超算系统的普通用户权限下分析系统单节点内以及数据并行性较高的多节点程序的性能问题,并可以解决程序的内存问题.本文使用min-write、缓存行对齐填充、线程访问隔离等多种性能优化策略来提高工具性能,采用以上策略的工具的运行时间可至多减少至原先的1/20,同时使用新颖的红区检测法和红区隐藏与恢复机制来降低工具报告的假错误率.本文还开发了配套的可视化界面,使用户可以对程序的性能分析数据进行可视化的分析和处理,提高了工具的实用性和易用性.工具对程序执行带来的额外时间开销是40~100倍,额外内存开销是100~200倍,正确性和实用性得以保证,可以提高天河新一代超算系统的编程效率和程序性能.

关键词：性能分析工具天河新一代超算系统伪共享检测内存缺陷检测程序优化

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基于高光谱成像的光敏印油种类区分实验

中国无机分析化学 2024年第6期14卷 836-841页

作者：付沛崔岚李硕中国刑事警察学院刑事科学技术学院沈阳110854

印油种类区分是法庭科学文件检验领域的重要一环,为研究无损高效区分光敏印油种类的方法。以33种不同品牌光敏印油的原始光谱数据当作对照组,对原始数据进行t-SNE降维和UMAP降维后,选择XGBoost、SVM和MLP三种分类算法,以1∶4的比例确定... 详细信息

印油种类区分是法庭科学文件检验领域的重要一环,为研究无损高效区分光敏印油种类的方法。以33种不同品牌光敏印油的原始光谱数据当作对照组,对原始数据进行t-SNE降维和UMAP降维后,选择XGBoost、SVM和MLP三种分类算法,以1∶4的比例确定测试集和训练集,对原始数据和降维后的数据进行分类,同时使用网格搜索和五倍交叉验证来优化模型的性能和泛化能力。结果表明,上述三种分类算法对降维后光谱数据区分的平均准确率高于对原始光谱数据区分的平均准确率,且UMAP-MLP分类模型的区分准确率最高,可达到98%。提出的分类模型可用于光敏印油种类的快速区分。

关键词：机器学习高光谱成像技术光敏印油种类区分