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基于机器学习的房颤病人左心耳血流动力学研究

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空气动力学学报 2024年第9期42卷 14-20,I0001页

作者：刘笑语林洪涛钱姜宏蔡声泽樊红光高琪浙江大学航天航空学院杭州310058 杭州晟视科技有限公司杭州311100 浙江大学控制学院杭州310058 中国医学科学院阜外医院北京100037 浙江大学经血管植入器械全国重点实验室杭州310009

房颤是一种常见的心血管疾病,其发病率在全球范围内呈现出快速增长的趋势。房颤病人的左心房及左心耳内的血流动力学规律,比如速度场和压力场,是评估血栓形成风险的重要依据之一。目前对于心血管问题的传统研究方法是计算流体力学,尽管... 详细信息

房颤是一种常见的心血管疾病,其发病率在全球范围内呈现出快速增长的趋势。房颤病人的左心房及左心耳内的血流动力学规律,比如速度场和压力场,是评估血栓形成风险的重要依据之一。目前对于心血管问题的传统研究方法是计算流体力学,尽管其精度被认可,但高昂的计算成本限制了其在临床快速诊断方面的应用。为了解决这个问题,机器学习方法开始被引入,本文提出了一种基于边卷积层和双通道的神经网络架构。经过训练,该架构可以由左心耳的点云模型,预测出内部的速度场和压力场。该架构对测试集中样本的速度场预测误差约为10%,压力场预测的误差约为5%。应用本文方法对314例房颤患者的左心房及左心耳的血流动力学特性进行研究,发现房颤患者的左心耳内流速低于正常人,而左心房平均压力高于正常人,男性相比于女性更容易患有房颤。

关键词：血流动力学机器学习房颤左心耳神经网络

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核燃料裂变气体行为研究进展

材料导报 2024年第2期38卷 36-45页

作者：钱郑宇严冬恽迪西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

核燃料裂变气体行为是影响核燃料性能最为关键的因素之一。裂变气体是核燃料在裂变过程中产生的惰性气体，性质较为稳定，但其不溶于燃料基体，多以气体形式存留在燃料内。存留在燃料基体内的裂变气体会造成燃料肿胀，而从基体中释放到... 详细信息

核燃料裂变气体行为是影响核燃料性能最为关键的因素之一。裂变气体是核燃料在裂变过程中产生的惰性气体，性质较为稳定，但其不溶于燃料基体，多以气体形式存留在燃料内。存留在燃料基体内的裂变气体会造成燃料肿胀，而从基体中释放到气腔的裂变气体会影响燃料和包壳间气隙的热导率和气压。无论是造成肿胀还是影响热导率和气压都会对核燃料的安全造成威胁，因此对裂变气体行为的研究具有重要意义。迄今为止，对裂变气体行为的相关研究开展了60余年，研究人员对裂变气体行为有了相当深刻的认识，并开发了包括裂变产生、气泡形核、气泡聚合、气泡迁移、气体原子重溶和最终裂变气体释放的一套完整的裂变气体行为理论体系，这套理论体系被广泛应用于核燃料性能分析中，为核燃料设计与性能模拟做出了极大的贡献。本文总结了裂变气体行为理论中多种具体的裂变气体行为，详细地阐述了裂变气体各种具体行为的产生原因及过程，同时针对不同类型核燃料独有的裂变气体行为进行了汇总，归纳了用于不同核燃料裂变气体行为的经验性和机理性模型，最后总结了现今裂变气体行为方向的研究重点。

关键词：核燃料裂变气体行为陶瓷燃料金属燃料

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中国南方冬季最低温延伸期预报方法尝试

地球物理学报 2024年第6期67卷 2096-2109页

作者：戴金黄艳艳钱伊恬南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,... 详细信息

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,相比于原始变量,利用当候值减去其5候前值的增量方法可以放大和延长预测信号.中国南方地区的土壤温度和平流层50 hPa位势高度作为影响南方冬季最低温的关键因子,它们通过影响西伯利亚地区环流异常、北大西洋涛动以及欧亚遥相关型,对中国南方冬季最低温进行调制.由于两个增量形式的关键因子具有50天的准周期性,存在超前5候的显著自相关,超前5候增量形式的土壤温度和平流层极涡异常可以有效预报我国南方最低温增量.将预报的最低温增量,加上5候前的观测,得到的独立试报时段(2009/2010—2019/2020年冬季)的最低温与观测的时间相关系数为0.45,极端低温日命中率为57%.本研究使用的增量方法可以为当前极端天气事件的延伸期预报提供新思路.

关键词：冬季最低温增量方法延伸期预报

矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验研究

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煤炭学报 2024年

作者：武强姚义杜沅泽李会平赵颖旺徐华刘守强王潇中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心榆林学院能源工程学院天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室北京石油化工学院信息学院

考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验，带有一定的盲目性，试验研究却鲜有报道。鉴于此，构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟... 详细信息

考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验，带有一定的盲目性，试验研究却鲜有报道。鉴于此，构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验模型，开展不同巷道坡度上多种水流条件下圆柱体模型力学监测、人员涉水站立稳定性和涉水行走速度测试研究。通过试验数据分析，提炼矿井水害应急逃生过程中人员涉水稳定性和涉水行走安全速度潜在关系，以揭示矿井突水巷道中人员涉水逃生和巷道坡度、水流等因素的规律。试验研究结果发现：1) 圆柱体模型力学监测试验中，随着进入巷道模型来流的单宽流量增大，距坡面5cm高处传感器其60s监测力的时均值和最大值均呈正相关性；其中力学监测值以一个范围“带”的方式出现，在均值水平上下波动变化，服从近似正态或正态分布；而45cm高处的传感器出现被拉伸状态，表明人体在巷道水流作用下会出现滑移失稳的危险可能；2) 人体站立稳定性测试中，在涉水逃生中同一水流条件人员不同站立姿态下，涉水稳定性差异明显，表明人体的有效迎流面积大小变化对稳定性影响关键且敏感；3) 巷道斜坡10°、15°和20°上人员涉水行走试验分析中，人员涉水行走平均速度下降为0.2 m·s-1左右时，人体涉水站立相当困难，可称其为涉水行走安全速度阈值；同时，提出“上游水位*拟合斜率+无水速度截距”式表征涉水行走安全速度与进水水位之间的线性负相关性，并可拟合确定预测函数；4) 在巷道斜坡上人员进行逆水上坡行走、顺水下坡行走和无水上坡、无水下坡多种测试，通过数据统计分析揭示人员在巷道斜坡上逆水上坡和顺水下坡与坡度的线性负相关性，提出“坡度*拟合斜率+水平速度截距”式拟合确定具体预测函数。开展矿井水害中巷道上涉水人员稳定性物理模拟试验，揭示人员涉水疏散的稳定性和安全速度阈值潜在规律，以期推动水害智能应急救援的理论优化和定量模型研究发展，为矿井水害智能应急救援系统辅助决策等研究建设提供科学支撑。

关键词：矿井水害涉险人员物理模拟试验涉水稳定性涉水行走安全速度

基于双流生成对抗网络数据增强的风电机组智能故障诊断

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电力自动化设备 2024年

作者：李东泽齐咏生刘利强马然李永亭刘思哲内蒙古工业大学电力学院大规模储能技术教育部工程研究中心内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心

针对实际工况下风电机组故障数据难以获取，现有数据增强方法针对一维数据特征提取效果不佳的问题，提出一种基于双流生成对抗网络（DSGAN）的小样本智能故障诊断方法。首先，该方法设计一种新的双流网络，通过深度特征提取流与时间特... 详细信息

针对实际工况下风电机组故障数据难以获取，现有数据增强方法针对一维数据特征提取效果不佳的问题，提出一种基于双流生成对抗网络（DSGAN）的小样本智能故障诊断方法。首先，该方法设计一种新的双流网络，通过深度特征提取流与时间特征提取流对风电机组故障数据进行深度与时间双特征提取；之后，提出一种全局特征引导的自适应加权融合模块（GFG-AWF）对提取的双特征进行融合，并通过引入对抗生成思想，设计DSGAN完成小样本数据的增强；最后，构建基于增强数据集辅助的双流诊断网络实现故障分类识别。将所提出的方法在轴承试验台数据与实际风电机组运行数据上进行了验证，最终诊断准确率达到98%，表明所提出的方法可以有效解决小样本的故障诊断问题。

关键词：风电机组故障诊断生成对抗网络小样本数据增强

改善载流摩擦副摩擦学特性的表面处理技术综述

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中国表面工程 2024年第4期37卷 79-101页

作者：赵新泽李晨诗吕亚茹李雪强肖水淋赵美云三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室三峡大学机械与动力学院

载流摩擦副在武器装备制造、电气化铁路和航空航天等多个领域得到广泛应用，随着技术和工业的进步，对于提高效率、降低能耗及延长设备寿命的需求变得日益紧迫，改善载流摩擦副的特性变得至关重要。现有研究通过表面涂层、纳米结构设计... 详细信息

载流摩擦副在武器装备制造、电气化铁路和航空航天等多个领域得到广泛应用，随着技术和工业的进步，对于提高效率、降低能耗及延长设备寿命的需求变得日益紧迫，改善载流摩擦副的特性变得至关重要。现有研究通过表面涂层、纳米结构设计和材料改性等方法，优化了载流摩擦学特性，实现了减摩、耐磨、导电等目标，相关研究内容和方法也日益丰富和完善。但目前缺少这类综述论文，此类论文对于引领整个行业和领域的发展显得尤为重要。全面概述表面改性、表面涂层、润滑技术和复合技术在改善载流摩擦特性方面的应用与效果。探讨这些技术在提高载流摩擦性能、减少能量损失和延长材料使用寿命等方面的作用。通过对不同表面处理方法的比较和分析，揭示其在改善摩擦特性、降低摩擦因数和提高导电性等方面的显著效果。研究结果为解决载流摩擦中摩擦学性能与导电性之间的平衡提供了重要线索，对于工程实践应用具有指导意义，特别是复合技术等手段成为提高载流性能和应对严苛工作环境的必要举措，具有十分重要的应用价值，对推动载流摩擦领域的发展有重要意义。

关键词：载流摩擦摩擦磨损特性表面改性表面涂覆

液压支护机器人群组移架一致性分布式协同控制

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煤炭学报 2024年

作者：孙铭泽王永强常亚军朱德昇李石岩杨克虎中国矿业大学(北京)人工智能学院郑州煤矿机械集团股份有限公司

液压支架作为采煤工作面推进和支护的主要装备，其推移的一致性直接影响采煤工作面的平直度，进而影响作业安全和开采效率，目前液压支架系统主要采用集中控制方式，一旦中心控制器出现故障，将严重影响系统的正常运行。本文将液压支架... 详细信息

液压支架作为采煤工作面推进和支护的主要装备，其推移的一致性直接影响采煤工作面的平直度，进而影响作业安全和开采效率，目前液压支架系统主要采用集中控制方式，一旦中心控制器出现故障，将严重影响系统的正常运行。本文将液压支架视为具备自主感知能力、决策能力和控制能力的智能个体，提出了去中心化的液压支架群组一致性的分布式协同移架控制方法。首先，结合支架机械结构，分析建立液压支架单体移架机构的数学模型，设计了一种基于状态信息的自适应通信拓扑构建方法；其次，根据提出的通信拓扑结构，制定了一致性控制协议，并设计了分布式扩张状态观测器以及扰动反馈回路，用以实现对未知扰动的估计并在输出主动抵消干扰，从而提高一致性控制算法的鲁棒性；随后通过Amesim-Simulink联合仿真验证了一致性控制算法的可行性，通过与PID对比，分析了算法控制精度以及对未知扰动的主动抗扰能力，并对间隔交错移架和成组顺序移架两种常用移架方式下的可行性和稳定性进行了仿真验证。结果表明，论文提出的分布式协同控制方法能实现各种复杂干扰下的液压支架群组自动移架和自主调直功能，相较于工程常用的PID集中控制方法，具有可靠性高、推移一致性好、主动抗扰能力强、拓展性好等优点，能够自主调节控制策略以适配多种移架方式，提高移架效率和安全性。

关键词：液压支架煤矿智能化一致性控制自抗扰控制分布式观测器

膨胀区域匹配和自适应轨迹管理策略的多目标跟踪方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 572-581,594页

作者：张永泽达飞鹏东南大学自动化学院江苏南京210018 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏南京210018 江苏电力信息技术有限公司江苏南京210018

针对由于目标频繁遮挡、不规则运动导致的外观特征不可靠和运动特征难以获取的问题,提出一种基于膨胀交并比区域(dilatation intersection over union,DIOU)匹配和自适应轨迹管理策略的多目标跟踪算法。DIOU模块通过膨胀匹配区域,提升... 详细信息

针对由于目标频繁遮挡、不规则运动导致的外观特征不可靠和运动特征难以获取的问题,提出一种基于膨胀交并比区域(dilatation intersection over union,DIOU)匹配和自适应轨迹管理策略的多目标跟踪算法。DIOU模块通过膨胀匹配区域,提升轨迹级联匹配的精度。自适应轨迹管理策略利用目标检测置信度动态调整轨迹生命周期,显著减少了异常跟踪和身份跳变。在公开数据集MOT17、MOT20和DanceTrack上进行了验证与测试,其在测试集上的高阶跟踪精度平均提升了2.4%,实验结果证明了所提方法的有效性。

关键词：计算机视觉多目标跟踪不规则运动数据关联轨迹管理

进口导叶对S-CO_(2)离心压缩机内部流动及性能的影响研究

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中国电机工程学报 2024年第19期44卷 7717-7725,I0019页

作者：裴瑾泽王绍成赵钊于泳强赵远扬青岛科技大学机电工程学院山东省青岛市266061 北京航天动力研究所北京市丰台区100076

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环被认为是具有前景的动力循环之一,S-CO_(2)压缩机性能对循环热效率有很大影响。该文以带进口导叶的S-CO_(2)离心压缩机为研究对象,采用数值模拟方法探究预旋角度对S-CO... 详细信息

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环被认为是具有前景的动力循环之一,S-CO_(2)压缩机性能对循环热效率有很大影响。该文以带进口导叶的S-CO_(2)离心压缩机为研究对象,采用数值模拟方法探究预旋角度对S-CO_(2)离心压缩机内部流动和性能的影响。结果表明:预旋角绝对值的增大会加剧导叶吸力面侧的流动分离,导叶段总压损失与叶轮进口处流动不均匀程度也随之增大;随着正预旋角度增大,叶轮进口处相对气流角和相对速度减小,叶片吸力面侧膨胀加速和流动分离减弱;较大的正预旋角度会导致大流量工况下进口导叶段出现两相区流体。该文研究结果可为S-CO_(2)离心压缩机进口导叶调节提供一定参考。

关键词：离心压缩机导叶超临界二氧化碳布雷顿循环流动分析

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