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基于深度学习的盾构隧道施工地表沉降预测方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 607-617页

作者：尹泉周怡饶军应湖南城市学院城市地下基础设施结构安全与防灾湖南省工程研究中心湖南益阳413000 贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550025

针对现有盾构隧道施工引发地表沉降预测方法中存在的难以同时挖掘数据之间的非线性特征关系和双向时序信息的问题,通过融合卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆(BiLSTM)与自注意力机制(SA)提出一种基于深度学习的地表最大沉降预测方法(CN... 详细信息

针对现有盾构隧道施工引发地表沉降预测方法中存在的难以同时挖掘数据之间的非线性特征关系和双向时序信息的问题,通过融合卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆(BiLSTM)与自注意力机制(SA)提出一种基于深度学习的地表最大沉降预测方法(CNN-BiLSTM-SA)。该方法首先利用CNN提取网络输入数据之间的非线性特征关系,利用BiLSTM网络提取输入数据的双向时序信息,然后引入SA机制为CNN提取的特征分配相应的权重,有效捕获时间序列中的关键信息,最后通过全连接层输出最终地表沉降预测结果。以湖南万家丽路电力盾构隧道工程为依托构建地表沉降数据集,并选用ANN、RNN、LSTM、BiLSTM模型开展对比分析。研究结果表明:评估指标CNN-BiLSTM-SA的平均绝对误差(MAE)、均方根(RMSE)、决定系数(R2)、平均绝对百分误差(MAPE)均为最优,具有更好的地表沉降预测性能。

关键词：盾构隧道地表沉降深度学习神经网络

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基于物理信息神经网络的激光超声波场研究

激光技术 2024年第1期48卷 105-113页

作者：颜鑫应恺宁戴鹭楠谭钧夫沈中华倪辰荫南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094 南京理工大学理学院南京210094 南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094

为了解决传统神经网络技术过于依赖数据资源,同时也无法运用数据中暗含的物理先验知识等局限性问题,采用物理信息神经网络(PINN)、基于超声传播的波动方程,利用数值计算实验的数据训练出了正向激光超声单模态(表面波)波场的PINN模型;建... 详细信息

为了解决传统神经网络技术过于依赖数据资源,同时也无法运用数据中暗含的物理先验知识等局限性问题,采用物理信息神经网络(PINN)、基于超声传播的波动方程,利用数值计算实验的数据训练出了正向激光超声单模态(表面波)波场的PINN模型;建立了反向求解激光超声单模态波场参数的PINN模型,并对激光超声波场进行了正向成像和反向参数推演。结果表明,当探测点不包含激发点时,正向PINN在数据量仅为10%的情况下可得到高精度的波场图像,相比于原波场下降了一个数量级;即使在包含激发点时,反向PINN利用25%的波场数据不仅可以重建波场,且不需要人为地分析就可以求解控制方程的参数,与原波场数据的参数误差均在5%以内;与传统神经网络相比,PINN通过加入符合激光超声特性的控制方程,降低了神经网络对于训练数据稀疏性的依赖;与传统的激光超声波场建模相比,PINN构建的物理模型更简单,可自动求得控制方程的参数,有着更好的鲁棒性。该研究可为波场重建和参数反演激光超声无损检测技术提供参考,在激光超声领域有着广泛的应用前景。

关键词：激光技术激光超声神经网络偏微分方程波场成像

贝加尔裂谷构造发育的主控因素:基于地球动力学数值模拟

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地球科学 2024年第1期49卷 29-39页

作者：王盟楠李江海北京大学地球与空间科学学院北京100871

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的... 详细信息

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的影响.结果显示:裂谷伸展中心两侧岩石圈下地壳流变学性质差异导致应力向造山带一侧传递,裂谷两侧发育不对称的构造样式,其中造山带一侧主要为大区域的铲状断层,而在克拉通一侧主要为小范围的高角度正断层;当岩石圈拼合部位存在先存薄弱缝合带时,会限制应力向造山带一侧传递,导致造山带一侧断裂的发育规模减小,裂谷呈现“窄且深凹陷”的不对称构造特征.

关键词：贝加尔裂谷下地壳流变性薄弱缝合带构造发育数值模拟构造地质

基于改进坐标变换的某型航空装备成像画面研究

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兵工自动化 2024年第7期43卷 11-15,43页

作者：陈局非张胜楠韩旭高佳祥陆海国营长虹机械厂弹药修理技术研究中心广西桂林541000 国营长虹机械厂电子车间广西桂林541000 青岛海西重机有限责任公司电气技术研究所山东青岛266530 国营长虹机械厂发动机车间广西桂林541000

为帮助某型航空装备飞行员排除干扰快速精准地锁定目标,提出一种基于改进坐标变换的某型装备成像画面预测方法。将其同仿真软件的图形用户界面功能相结合开发了一套预测系统,通过利用该套预测系统进行目标成像画面预测,仿真输出结果可... 详细信息

为帮助某型航空装备飞行员排除干扰快速精准地锁定目标,提出一种基于改进坐标变换的某型装备成像画面预测方法。将其同仿真软件的图形用户界面功能相结合开发了一套预测系统,通过利用该套预测系统进行目标成像画面预测,仿真输出结果可辅助飞行员排除干扰从而提升制导率。结果表明:该方法填补了某型装备成像画面预测方面的技术空白,具有实际意义与推广价值。

关键词：改进坐标变换成像画面预测方法预测系统排除干扰提升制导率

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阮元文章学的声音面向

文史哲 2024年第3期 34-43,164,165页

作者：辛明应扬州大学文学院江苏扬州225009

清代中期,阮元在经学语境中建构了彰明卓特的文章学理论。在阮元文章学的建构历程中,声音观念是一条贯穿始终的线索。乾隆后期,阮元的骈体溯源论已于骈偶之外,把握到经籍文辞音韵相谐的文体特征。嘉庆年间,随着清代古音学家对经籍韵文... 详细信息

清代中期,阮元在经学语境中建构了彰明卓特的文章学理论。在阮元文章学的建构历程中,声音观念是一条贯穿始终的线索。乾隆后期,阮元的骈体溯源论已于骈偶之外,把握到经籍文辞音韵相谐的文体特征。嘉庆年间,随着清代古音学家对经籍韵文的研究日渐深入,阮元有意识地在文章学中引入古音学成果,将音韵相谐的文体认知,落实为以用韵比偶为核心的文章理论,阐发了韵偶合一的理念,并初步构建了文统论。道光初,阮元基于学海堂文笔之辨的理论创获,沿循顾炎武“音韵之辨”的思路,提出“韵即声音”“声音即文”等命题,揭示了“宫羽—韵—平仄”这条声音的历史演变脉络,重构了韵偶合一的理论,完善了文统论。阮元文章声音理论的发明与建构,接续并超轶了中古时期的文章声律论,其理论路径亦有别于清代的古诗声调论与古文声气说,展拓并深化了中国文章学的声音面向。

关键词：阮元文章学声音清代古音学《文言说》《文韵说》

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基于样本划分的数据驱动报童问题研究

管理工程学报 2024年第3期38卷 161-171页

作者：陈碎雷浙江工贸职业技术学院国际商贸学院浙江温州325003

大数据时代的到来为企业库存管理带来了前所未有的机遇,同时也对其相应的决策方法提出了新的挑战。高效利用实时市场数据支撑库存管理智能决策已经成为企业提升库存管理效率的关键。传统库存管理研究是基于需求预测的基础上再做库存决... 详细信息

大数据时代的到来为企业库存管理带来了前所未有的机遇,同时也对其相应的决策方法提出了新的挑战。高效利用实时市场数据支撑库存管理智能决策已经成为企业提升库存管理效率的关键。传统库存管理研究是基于需求预测的基础上再做库存决策。而近年来流行的数据驱动库存管理方法是跳过需求预测的过程,直接建立需求数据与库存决策的关系。本文研究数据驱动的经典报童问题,其随机需求分布是未知的,报童只有若干期历史的需求数据。本文基于数据样本划分提出了新的数据驱动鲁棒优化方法来解决报童的订货问题。该方法通过将需求数据样本划分成不同的区间来构造随机需求分布的模糊集,从而求解相应的鲁棒优化问题。理论证明了该方法随着样本量的增加,其解收敛于最优解。数值实验表明相对已有的鲁棒方法,新方法具有相对弱的鲁棒性,但平均性能更好,并且计算复杂度相对小很多。同时表明本文提出的样本划分鲁棒方法比SAA等数据驱动方法具有更好的平均性能和更强的鲁棒性。

关键词：库存管理数据驱动鲁棒优化报童问题

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电介质储能陶瓷薄膜研究进展及改性方法

硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1413-1437页

作者：岳文锋颜廷楠王大伟哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院哈尔滨150001 顺络电子股份有限公司研发部广东深圳518110

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围... 详细信息

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围,因此如何提高其储能密度成为当前研究的重点之一。此外,电介质储能陶瓷薄膜材料种类繁多、制备工艺复杂,因此选择合适的材料体系和制备工艺至关重要。本文总结了电介质储能陶瓷薄膜材料的研究进展,重点讨论了6种类型的材料,包括线性电介质、顺电材料、铁电材料、弛豫铁电材料、超顺电材料和反铁电材料。此外,进一步总结了目前常用的提升电介质储能陶瓷薄膜材料储能性能的方法。期望本文的研究成果能够对开发新一代高性能电介质储能陶瓷薄膜提供有价值的参考。

关键词：陶瓷薄膜电介质电容器储能性能

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单晶4H-SiC的摩擦诱导化学机械复合加工(FCMM)实验研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 401-410页

作者：张博楠黄辉武民华侨大学脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心厦门361021 华侨大学制造工程研究院厦门361021

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路... 详细信息

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路。跟踪了4H-SiC在不同铁基烧结盘以及不同加工工艺参数下材料去除率随时间的变化;检测了加工后晶片的表面质量及亚表面损伤。实验结果表明摩擦诱导化学机械复合加工方法通过摩擦诱导实现金属与碳化硅的固相化学反应,并利用低硬度磨粒机械去除固相化学反应产物。加工后的亚表面中并未在纳米尺度下观察到晶体变形和晶格缺陷。加工初始阶段的材料去除率最高可达1025nm/min,稳定阶段的材料去除率最高可达385nm/min。工艺参数对加工过程中的固相化学反应速率有着重要的影响,低硬度磨粒实现对化学反应粘附物的机械去除,可以有效提高材料去除率。实验结果证实了本文提出的新型加工思路的可行性,其总体加工效率明显高于现有加工方法,为实现单晶SiC晶片的高效精密加工提供了新的研究思路。

关键词：摩擦诱导固相化学反应化学机械复合加工碳化硅亚表面损伤

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深空通信长无模糊距离高精度再生测距码设计

航空学报 2024年第12期45卷 158-168页

作者：奚雅楠党小宇李赛南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需... 详细信息

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需要。通过对复合函数与测距误差的关系进行系统分析,提出通过改变复合函数降低测距误差的方法,并用m序列及新复合函数设计新测距码。共设计8个新测距码,测距误差方差比已知测距码降低0.28~3.78dB,无模糊测距距离从7.5×10^(4)km提升至117×10^(4)~17884×10^(4)km,扩展了15~2384倍。其中包含一种直流分量为0的完全均衡的测距码。仿真结果表明:新测距码能为未来深空通信及深空探测提供更远距离内更高精度的距离测量支撑。

关键词：深空通信再生测距伪随机测距码 m序列无模糊距离测距精度