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基于柔性多体动力学的船用水泵振动特性分析

基于柔性多体动力学的船用水泵振动特性分析

作者：许钦桓江苏科技大学

学位级别：硕士

船用水泵是保证船舶正常航行、满足船员和旅客生活需要的重要辅机之一。对水泵结构的振动预测是船用水泵设计制造过程中必不可少的步骤，振动强度过大会影响船舶航运的安全性，应用在军舰上则会降低军舰的隐蔽性。为了改善船用水泵的振... 详细信息

船用水泵是保证船舶正常航行、满足船员和旅客生活需要的重要辅机之一。对水泵结构的振动预测是船用水泵设计制造过程中必不可少的步骤，振动强度过大会影响船舶航运的安全性，应用在军舰上则会降低军舰的隐蔽性。为了改善船用水泵的振动性能、实现水泵的减振降噪，对其进行振动特性分析是很有必要的。本文以船用二级离心泵为对象，从水泵的动力学建模、动力学仿真、振动特性分析以及振动模态试验等方面进行深入的研究。由于船用水泵各零部件联接处的刚度和阻尼对水泵的振动影响特别大。首先对船用水泵机械结构的结合部特性进行了理论解析，把结合点等效为弹簧-阻尼单元，从最基本的振动方程出发，推导出了单平面结合部刚度和阻尼的表达式，建立了水泵结合部的等效动力学模型。推导出了两子结构刚性结合与柔性结合的方程式，并将识别出的结合部特性参数融入到方程式中。基于柔性多体动力学的相关理论，利用假设模态法对叶轮叶片进行离散，得到了叶片的耦合变形式。同时考虑船用水泵关键零部件的大范围运动、构件本身的变形以及耦合变形项，利用拉格朗日方程推导出水泵泵轴组件的柔性多体动力学方程，通过对水泵的运动学变量和柔性变形变量进行耦合求解，最终得到了水泵的静态特性和动态特性。建立了水泵泵轴组件的三维实体模型，利用有限元软件对叶轮、泵轴等关键部件进行模态分析并做柔性化处理，导出相关的模态中性文件。通过导入模态中性文件，利用多体动力学分析软件中的柔性模块，建立了泵轴组件的柔体动力学模型，在柔体动力学模型中施加激励与输出响应测试通道，对模型进行动力学仿真和受迫振动分析，得到了水泵的动态响应及其模态参数。设计了水泵的模态测试实验方案，测得了船用水泵的各阶固有频率、阻尼比及其模态刚度。通过实验数据与仿真数据的对比，在误差允许范围内，验证了建立水泵动力学模型的合理性和有效性，为船用水泵的结构优化设计及减振降噪奠定了基础。

关键词：船用水泵结合部特性柔性多体动力学方模型模态测试实验

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交叉杆并联机床结构参数优化

中国机械工程 2015年第1期26卷 37-43页

作者：方喜峰张思崇许钦桓汪通悦刘远伟陈小岗江苏科技大学镇江212003 淮阴工学院淮安223001

增大工作空间和提高灵巧度是并联机床设计的一项重要任务。依据运动学反解,采用三维搜索的方法得到了带约束条件的交叉杆并联机床的工作空间;利用自然坐标法推导了该机床的新型雅可比矩阵;基于工作空间和新型雅可比矩阵获得了交叉杆并... 详细信息

增大工作空间和提高灵巧度是并联机床设计的一项重要任务。依据运动学反解,采用三维搜索的方法得到了带约束条件的交叉杆并联机床的工作空间;利用自然坐标法推导了该机床的新型雅可比矩阵;基于工作空间和新型雅可比矩阵获得了交叉杆并联机床的灵巧度分布。在此基础上分析了机床各结构参数对工作空间和全域灵巧度指数的影响规律,然后用最小二乘法进行曲线拟合并以工作空间指数和全域灵巧度指数为优化目标对该机床进行优化,与优化前相比,两项指标分别增大了0.40倍和0.26倍,达到了机构优化的目的。

关键词：交叉杆并联机床工作空间新型雅可比矩阵全域灵巧度指数结构参数优化

BJ-04-02(A)型交叉杆并联机床运动学分析

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机床与液压 2015年第15期43卷 16-25页

作者：张思崇方喜峰许钦桓汪通悦陈小岗刘远伟江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 淮阴工学院江苏省数字化制造技术重点实验室江苏淮安223001

研究了一种特殊构型6-UPS并联机床的运动学。根据机床实物建立虚拟样机模型,并用李群李代数理论对其位姿变换进行描述;采用旋量理论对该机床的自由度进行了分析;在运动学反解的基础上,求解了其工作空间形状,描述了其可加工几何范围;在... 详细信息

研究了一种特殊构型6-UPS并联机床的运动学。根据机床实物建立虚拟样机模型,并用李群李代数理论对其位姿变换进行描述;采用旋量理论对该机床的自由度进行了分析;在运动学反解的基础上,求解了其工作空间形状,描述了其可加工几何范围;在运动学模型的基础上,采用四元素法和广义逆对其位置正解进行了研究,得到唯一正解;通过虚拟样机仿真,分析了该机床的位置正反解过程、速度雅克比矩阵、电机驱动函数以及几何约束条件等,为进一步研究其运动性能和运动控制提供了参考。

关键词：交叉杆型并联机床运动学反解工作空间形状位置正解虚拟样机仿真

一种多功能清洗护理床的设计及其烘干管道的流场分析

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一种多功能清洗护理床的设计及其烘干管道的流场分析

作者：许柯桓哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近些年,随着我国社会老龄化程度的加重,老年人的护理问题日益成为社会的突出问题,尤其涉及那些受到突发疾病、意外伤害、机能衰老等问题造成的身体重度失能的老年人群。这类人群,不仅正常生理活动受到影响,其洗澡更衣方面更是存在较大问... 详细信息

近些年,随着我国社会老龄化程度的加重,老年人的护理问题日益成为社会的突出问题,尤其涉及那些受到突发疾病、意外伤害、机能衰老等问题造成的身体重度失能的老年人群。这类人群,不仅正常生理活动受到影响,其洗澡更衣方面更是存在较大问题,对其自身、家人或者护理人员都是一种沉重的负担。基于这种情况,设计出一种可以帮助老年人清洗更衣的护理产品对他们生活水平的提高有着重大的意义。首先,本文通过研究清洗护理床相关产品的国内外研究现状,对比分析各种产品的优点和现阶段存在的不足,基于人机工程学原理创新性的提出了一种多功能清洗护理床的设计方案。该清洗护理床面向身体重度失能的老年人,不仅可以辅助护理人员完成对使用者清洗更衣的工作,还创新的加入了烘干的功能,大大减轻了护理人员的工作量。其次,根据人体参数尺寸对多功能清洗床护理床进行整体结构设计,确定出床体各部分的结构尺寸。结合人体在实际清洗过程中的生理动作和使用者身体姿势相关的设计准则,得到床体内部各升降机构和侧翻机构的安装方式和运动行程,并以各机构的防水等级为标准,使用防水材料设计隔水板等防水零件,将清洗模块和控制模块分离开,完成了整个清洗护理床机械结构的设计。然后,以Arduino Mega2560主控制器为核心,VNH5019为电机驱动器,传感器和手控盒作为信号收发器,升降柱电机、推杆电机、加热箱、风机等电气设备作为受控对象进行整个护理床的硬件电路设计。软件层面采用基于C语言的Arduino IDE平台进行电路的程序代码编写,控制程序以床体内各机构的运动逻辑为依托,实现对护理床内部各项功能的控制。最后,基于CFD计算流体动力学方法建立清洗护理床烘干系统中的管路模型,计算烘干管道的流场参数,确定烘干管路的湍流模型。并通过Fluent软件对烘干系统工作时管道内的风场和温度场进行仿真模拟,得到管道出风口的各项流动参数以及不同进口条件对烘干管路流场性能的影响,以此找到一种最适合人体烘干的流场模型。同时,对管道内的流场建立数学模型,基于现代控制理论的方法设计一种状态反馈控制器,将整个烘干管道的非线性系统线性化,使烘干管道的实际出风流场达到期望的出风流场模型。搭建清洗护理床的实验样机,验证机构运动的稳定性和烘干方案的可行性。

关键词：多功能清洗护理床人机工程学计算流体动力学状态反馈控制器

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《被掩埋的巨人》寓言化叙事研究

《被掩埋的巨人》寓言化叙事研究

作者：许铭桓长春工业大学

学位级别：硕士

《被掩埋的巨人》是英籍日裔作家石黑一雄的作品,小说借助一个奇幻且神秘的故事深入地探讨了几个对于人类略显沉重的话题:历史与未来,记忆与遗忘,战争与和平。在《被掩埋的巨人》中石黑一雄运用那些看似简朴单调的文字,深埋着一系列思考... 详细信息

《被掩埋的巨人》是英籍日裔作家石黑一雄的作品,小说借助一个奇幻且神秘的故事深入地探讨了几个对于人类略显沉重的话题:历史与未来,记忆与遗忘,战争与和平。在《被掩埋的巨人》中石黑一雄运用那些看似简朴单调的文字,深埋着一系列思考,因此有必要对其开展深度研究。因读者可以从作品的名称《被掩埋的巨人》中明显地看出其浓郁的寓言特征,所以本研究就以寓言化叙事写作角度展开。本文借助瓦尔特·本雅明的寓言理论,从寓言化叙事角度对《被掩埋的巨人》进行研究,从寓言特征入手梳理寓言化叙事在小说中的运作模式,分析寓言化叙事在小说中是如何体现的,从而对其作用和意义进行解读。2017年,瑞典文学院于斯德哥尔摩宣布石黑一雄获诺贝尔文学奖,理由是:“小说以巨大的情感力量,揭露了我们与世界虚幻联系下潜藏的黑洞。”现实与虚幻的界限在二十一世纪后现代主义小说家的笔下愈发模糊,人类的感情世界无法简单地用理性或感性来区分,这时以寓言叙事为代表的后现代主义艺术则有用武之地,它可以化腐朽为神奇,将那些散乱的记忆碎片和游离不定的情绪意念,按照理性逻辑重新排列,显现出批判性思维的力量,唤醒被遗忘的集体记忆。本论文旨在分析寓言化叙事在《被掩埋的巨人》中的巧妙运用,尤其是寓言化叙事所运用到的景观和意象等,深层分析这些景观和意象的作用以及《被掩埋的巨人》缘何选择寓言化叙事写作。

关键词：寓言化叙事救赎石黑一雄

金水宝胶囊联合布地奈德福莫特罗对老年COPD稳定期患者血清SP-D、HIF-1α和CXCL12水平及细胞因子的影响

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中国老年学杂志 2022年第5期42卷 1096-1099页

作者：刘伟谢艳萍辅桓钦湖州市第一人民医院呼吸内科浙江湖州313000

目的探讨金水宝胶囊联合布地奈德福莫特罗对老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期患者血清肺表面活性蛋白(SP)-D、低氧诱导因子(HIF)-1α和趋化因子(CXCL)12水平及细胞因子的影响。方法老年COPD稳定期患者158例依据随机数字表法分为观察组... 详细信息

目的探讨金水宝胶囊联合布地奈德福莫特罗对老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期患者血清肺表面活性蛋白(SP)-D、低氧诱导因子(HIF)-1α和趋化因子(CXCL)12水平及细胞因子的影响。方法老年COPD稳定期患者158例依据随机数字表法分为观察组与对照组各79例。对照组给予布地奈德福莫特罗治疗,观察组在对照组基础上口服金水宝胶囊治疗。两组治疗疗程8 w。比较两组治疗8 w临床疗效;两组治疗前后肺功能[第1秒用力呼气容积(FEV1)、最大呼气流量(PEF)和FEV1/用力肺活量(FVC)],6 min步行距离(6MWD)、COPD患者自我评估测试(CAT)评分,血清SP-D、HIF-1α和CXCL12水平,细胞因子[白细胞介素(IL)-6、IL-17和肿瘤坏死因子(TNF)-α]变化。结果观察组总有效率显著高于对照组(P<0.05)。观察组治疗8 w FEV1、PEF和FEV1/FVC显著高于对照组(P<0.05),6MWD显著高于对照组,而CAT显著评分低于对照组(P<0.05),血清SP-D、HIF-1α和CXCL12水平显著低于对照组(P<0.05),血清IL-6、IL-17和TNF-α水平显著低于对照组(P<0.05)。结论金水宝胶囊联合布地奈德福莫特罗对老年COPD稳定期患者疗效良好,可降低血清SP-D、HIF-1α和CXCL12水平,减轻炎症反应。

关键词：金水宝胶囊布地奈德福莫特罗慢性阻塞性肺疾病稳定期肺表面活性蛋白-D 低氧诱导因子-α

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基于深度学习的湍流超分辨率算法研究

基于深度学习的湍流超分辨率算法研究

作者：许钦广西师范大学

学位级别：硕士

湍流是自然界中广泛存在的一种流动形式,其在众多领域中都有着广泛的应用。然而湍流的非线性、高维度、多尺度性、随机和不确定性,对湍流数据的模拟、采集、处理和分析提出了极高的要求。湍流场分析精度的一个重要因素就是流场数据的分... 详细信息

湍流是自然界中广泛存在的一种流动形式,其在众多领域中都有着广泛的应用。然而湍流的非线性、高维度、多尺度性、随机和不确定性,对湍流数据的模拟、采集、处理和分析提出了极高的要求。湍流场分析精度的一个重要因素就是流场数据的分辨率,获取湍流的高分辨率数据已成为湍流分析和处理领域的热点问题。但获得高分辨率的湍流往往需要大量的资源,通过实验的方法需要制备昂贵精密的实验室设备,通过计算的方法需要一遍一遍的求解复杂的偏微分方程,需要大量的计算资源。因此,如何从低分辨率的模拟结果中重建出高分辨率的细节,是一个具有挑战性和实际意义的问题。虽然针对湍流流场进行超分辨率重建是获取其细节的一个有效途径,但传统的插值方法难以重建湍流中小尺度结构,它的结果过于平滑。一些基于CNN的方法精度不足或无法还原流场的物理性质。本文针对湍流超分辨率的深度学习方法进行研究,主要研究内容如下:1.提出了一种有监督的超分辨率湍流SRTT模型,用于获取高质量的湍流流场,它能够从单帧低分辨率流场中重建高分辨率流场,有效地消除低分辨率湍流数据中的模糊等问题。SRTT模型能够有效地捕捉每个像素之间的长距离依赖关系,从而更好地重建湍流的全局结构。这使得算法在不同分辨率下都能够保持高分辨率结果的质量。该模型在各向同性湍流上进行了验证,并对重建的高分辨率湍流场进行了全面的对比分析。实验结果表明,该模型重建了良好的高分辨率各向同性湍流场,并且保留着良好的动能谱等物理性质。2.针对提出的超分辨率湍流模型进行了改进,提出了SRUTT模型,采用了U-Net结构对网络进行跳跃连接,将流场的不同的特征映射连接到Transformer结构的输出,从而保留更多的特征信息。该模型在各向异性的湍流通道流上进行了验证,并对重建的高分辨率湍流场进行了全面的对比分析。实验结果表明,即使流场不是各向同性流,三个速度方向速度差异较大,并且边界层的每个区域都有着不同的物理性质,该模型依然重建了良好的高分辨率湍流通道流场,并且保留着良好的雷诺应力、动能谱等物理性质。综上所述,本文提出的基于深度学习的湍流超分辨率算法,可以很好的使用低分辨率湍流流场数据,获得其对应的高分辨率流场。能够对一些已经有的低分辨率数据进行有效重复利用,并且避免了传统流体力学方法中获得高分辨率湍流场的高复杂度和高资源消耗等问题。通过深入探究湍流超分辨率算法的原理和应用,有望为湍流研究提供更加精确的工具和方法,推动湍流研究领域的不断发展和进步。

关键词：深度学习神经网络湍流超分辨率重建

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数据质量驱动的司法文本扩增系统设计与实现

数据质量驱动的司法文本扩增系统设计与实现

作者：许子桓南京大学

学位级别：硕士

伴随信息技术在司法行业的广泛应用,越来越多的司法业务数据迁移到了信息系统中。在最高人民法院的统筹领导下,我国顺利建成裁判文书网、审判流程信息公开网等司法平台,一定程度上完成了司法业务的信息化。司法信息化带动了司法智慧化... 详细信息

伴随信息技术在司法行业的广泛应用,越来越多的司法业务数据迁移到了信息系统中。在最高人民法院的统筹领导下,我国顺利建成裁判文书网、审判流程信息公开网等司法平台,一定程度上完成了司法业务的信息化。司法信息化带动了司法智慧化的发展,司法部提出“数字法治、智慧司法”的指导意见。当前,代表性的智慧司法应用包括类案自动推荐、法条自动预测和量刑自动预测等。这类应用的基础都是深度学习模型,深度学习模型需要大量的司法文本作为输入的训练数据。当前智慧司法应用的落地存在一个问题,就是司法文本数量不够且质量不高,这就导致训练出来的模型应用效果不好、且泛化能力差。因此获取足够数量以及较高质量的司法文本,成为了司法技术研究者的需求痛点。本文设计并实现了一个数据质量驱动的司法文本扩增系统,相比于传统的数据扩增方法,本系统聚焦于司法领域,从数据质量的角度出发实现扩增。针对司法裁判文书这类半结构化数据,文本质量可以在司法领域特征内划分为客观和主观两个维度,然后基于这两个维度设计扩增方法。对于客观质量维度的扩增,取裁判文书中具备结构化特征的部分,结合文本数据扩增基本规则和客观信息论,从归纳的质量维度对司法文本进行扩增,本文共设计了五种客观维度的扩增方法,具体包括延迟性扩增、真实性扩增、完整性扩增、一致性扩增和易读性扩增,五种方法分别从司法文本的五个客观质量维度进行扩增。对于主观质量维度的扩增,选取裁判文书中结构化无法体现的文本质量维度,本文聚焦文本中包含的语义信息,模拟人的主观判断,结合机器学习技术,用word2vec学习司法文本的特征,实现司法语言特征扩增,并结合情感分析技术实现情感中立性扩增。本文技术的实现以Python的web框架Django为基础,将扩增后的司法裁判文书以文本文件的格式输出。对于文件管理,采用HDFS文件系统存储文件数据,这种分布式存储服务可以有效提高文件存储的可拓展性。经实验验证,本文设计的司法文本扩增系统能够扩增出高质量司法文本,继而用以提高智慧司法机器学习模型的质量。

关键词：司法文本数据扩增数据质量自然语言处理

剪切增稠幂律流体中单气泡上升动力学行为的格子Boltzmann方法研究

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物理学报 2024年

作者：许鑫萌娄钦上海理工大学能源与动力工程学院

采用不可压非牛顿气液两相流格子Boltzmann研究了剪切增稠流体中气泡上升的动力学行为，重点分析了流变指数n、E?υ?s数(Eo)和Galilei数(Ga)对气泡形变、终端速度和剪切速率的影响. 数值结果表明: 气泡形变程度随Eo的增大而增加， n对... 详细信息

采用不可压非牛顿气液两相流格子Boltzmann研究了剪切增稠流体中气泡上升的动力学行为，重点分析了流变指数n、E?υ?s数(Eo)和Galilei数(Ga)对气泡形变、终端速度和剪切速率的影响. 数值结果表明: 气泡形变程度随Eo的增大而增加， n对气泡形状的影响与Ga相关. 另一方面，随着Ga增大，气泡终端速度随n呈非线性单调增加，且n对终端速度的影响随Ga的增加逐渐明显; 当Ga固定且值较小时，气泡终端速度在较小Eo下随n的增大先增大后减小，而当Eo较大时终端速度随n的增大呈增加趋势; 当Ga固定且较大时，气泡终端速度在Eo较大时较为统一地随n增加而增大. 此外，气泡左右两端存在剪切速率较高的区域，该区域尺寸随Eo、Ga的增加而增大，随n的增加先增大后缩小. 最后利用正交试验法得到上述三变量对剪切速率和终端速度的影响程度. 对于剪切速率，参数影响程度由大到小的顺序依次为n， Ga和Eo; 对于终端速度， Ga对其影响最大， n次之， Eo影响程度最小.

关键词：格子Boltzmann方法气泡动力学剪切增稠流体