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基于时空长短时记忆神经网络的地基云图预测算法

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计算机工程 2024年第3期50卷 298-305页

作者：吴现吐松江·卡日王海龙马小晶李振恩邵罗新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830049 北京智盟信通科技有限公司北京100053

针对传统云运动轨迹预测方法存在的预测精度差、空间结构细节信息丢失等问题,提出一种基于时空长短时记忆(ST-LSTM)神经网络的地基云图预测模型。首先使用卷积编码网络提取输入视频流的高维图像特征;然后在特征提取模型中对图像潜在信... 详细信息

针对传统云运动轨迹预测方法存在的预测精度差、空间结构细节信息丢失等问题,提出一种基于时空长短时记忆(ST-LSTM)神经网络的地基云图预测模型。首先使用卷积编码网络提取输入视频流的高维图像特征;然后在特征提取模型中对图像潜在信息进行多分支获取,一部分使用ST-LSTM神经网络提取不同帧之间的时空特征,另一部分将图像序列进行分解,并通过基于门控机制的记忆融合网络来获取分解后图像中的结构细节信息;最后将得到的分支特征进行组合后经过解码网络输出最终的预测视频流。在地基云图、Moving MNIST和Human 3.6M数据集上的实验结果表明,在图像预测准确率、结构细节信息保留效果以及人眼主观感受上,该预测模型均优于对比模型。与基准模型TaylorNet相比,所提模型在Moving MNIST数据集上均方误差指标和平均绝对误差指标分别降低15.7%和11.8%,在地基云图数据集上,其结构相似性指标与峰值信噪比指标分别提升1%和3.2%,且生成的视频流数据更为清晰,能够更准确地描述云层未来的运动状况,从而更可靠地预测光伏电站未来的输出功率。

关键词：深度学习视频预测地基云图麦克劳林展开时空长短时记忆神经网络

基于变权—靶心贴近度的换流变压器状态评估方法

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高压电器 2024年第6期60卷 114-120,128页

作者：李博吐松江·卡日张紫薇马小晶刘智超朱炜新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830049 清华四川能源互联网研究院成都610213

针对换流变压器状态评估中的数据匮乏以及各评价指标间的相互中和等问题,提出一种将变权理论和靶心贴近度相结合的换流变压器状态评估模型。首先,考虑到实际案例中指标的动态发展,采用变权模型根据指标量的劣化程度进行变权处理;其次,... 详细信息

针对换流变压器状态评估中的数据匮乏以及各评价指标间的相互中和等问题,提出一种将变权理论和靶心贴近度相结合的换流变压器状态评估模型。首先,考虑到实际案例中指标的动态发展,采用变权模型根据指标量的劣化程度进行变权处理;其次,为了达到降低数据需求并能准确评估换流变压器状态的目的,采用靶心贴近度模型确定换流变压器对各个状态等级的贴近度;最后,采用隶属度函数将靶心贴近度转化为隶属度并计算换流变压器最终状态情况。实际案例表明:文中提出的状态评估模型不仅能够有效地评估换流变压器的健康状态而且同样适用于电力变压器,在保证评估准确率的前提下,数据需求小,评估过程简单直接,具有实用价值与参考意义。

关键词：换流变压器状态评估变权理论三角模糊层次分析法靶心贴近度

基于SPH法的磨料射流破损混凝土裂纹扩展及损伤分析

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应用力学学报 2022年

作者：陈尉马小晶新疆大学电气工程学院

为研究射流冲击下混凝土的破损机理与裂纹扩展规律，基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立了磨料水射流冲击混凝土的数值模型，研究了混凝土内部的应力传播和破损方式，磨料体积分数和混凝土的孔隙率与裂纹长度、失效粒子数、坑深和坑... 详细信息

为研究射流冲击下混凝土的破损机理与裂纹扩展规律，基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立了磨料水射流冲击混凝土的数值模型，研究了混凝土内部的应力传播和破损方式，磨料体积分数和混凝土的孔隙率与裂纹长度、失效粒子数、坑深和坑径之间的关系。研究表明：裂纹对应力具有强阻碍作用，与边界应力波的反射叠加会使得应力区域性集中，形成中心微裂纹，以及内部破碎块；磨料体积分数为20%与0%相比，裂纹长度增加2.30倍，失效粒子数增加3.38倍，坑深值增加4.0倍，证明射流中添加磨料会大幅提高破损效果；混凝土的孔隙率越大，裂纹分布越发散，损伤区域面积、损伤程度和分形维数越大，证明孔隙会降低混凝土的抗压强度，孔隙率大的材料更易受损。

关键词：磨料水射流混凝土等效应力裂纹

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一种应用于射流破岩的孔隙形状近似法

振动与冲击 2023年第17期42卷 245-252页

作者：马小晶周新超肖新朋程璨新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017

为了精准模拟油气资源开采领域中射流破碎孔隙岩体的动态过程,构建准确且有效的孔隙岩体是十分关键的。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,提体的孔隙形状近似法(pore shape approximation,PSA)。通过... 详细信息

为了精准模拟油气资源开采领域中射流破碎孔隙岩体的动态过程,构建准确且有效的孔隙岩体是十分关键的。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,提体的孔隙形状近似法(pore shape approximation,PSA)。通过模拟孔隙岩体的单轴压缩试验,验证了PSA方法所构建的孔隙岩体模型与试验结果具有较好的相似性,通过引入描述水射流和岩体力学特性的本构方程,建立了射流冲击孔隙岩体的数值模型,并与数字岩心技术进行了对比,本模型具有较好的计算效率和稳定性。随后,分析了孔隙形状、尺寸和不同形状孔隙占比对岩体破损的影响。研究表明:不同形状的孔隙均存在一个使岩体破损效果最佳的尺寸;含薄片体、正三棱柱或正三角锥的孔隙岩体更容易破损,这三种孔隙的占比越高,岩体破损效果越明显。

关键词：孔隙形状近似光滑粒子流体动力学(SPH)方法孔隙尺寸孔隙结构射流破岩

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太阳能热泵联合风电蓄热供暖系统优化研究

太阳能学报 2022年第10期43卷 104-112页

作者：刘寒马小晶王宏伟宋帆贺航新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047 大连理工大学控制科学与工程学院大连116024

设计一种太阳能热泵联合风电蓄热系统,并建立系统动态模型。为获得最大太阳辐照量和最小生命周期成本,使用4种不同优化算法对集热器倾角(CTA)、集热器方位角(CAA)、集热器面积(CA)、水箱容积(TV_(1)、TV_(2))、热泵功率(HP_(1)、HP_(2)... 详细信息

设计一种太阳能热泵联合风电蓄热系统,并建立系统动态模型。为获得最大太阳辐照量和最小生命周期成本,使用4种不同优化算法对集热器倾角(CTA)、集热器方位角(CAA)、集热器面积(CA)、水箱容积(TV_(1)、TV_(2))、热泵功率(HP_(1)、HP_(2))和电锅炉功率(BP)等关键参数进行优化。以乌鲁木齐某单位行政楼的供暖系统为对象进行算例分析。结果表明:HookeJeeves方法优化效果最佳,CTA为(φ-6°)(φ为当地纬度)、CAA为(α-2.5°)(α=0°为正南朝向)时,可使系统获得最大采暖季辐照量;TV_(2)/BP为69.8 L/kW,TV_(1)/CA为86.4 L/m^(2),(HP_(1)+HP_(2))/CA为125.6 W/m^(2),系统生命周期成本最低,相比优化前,参数优化后的系统生命周期成本节省11.8%。

关键词：太阳能热泵系统锅炉-电加热风电蓄热供暖优化 TRNSYS

全局双伽马校正与改进SSA的低光照图像增强方法

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电子测量技术 2023年第9期46卷 124-133页

作者：田柯马小晶贺航新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830049

针对现有低光照图像增强算法存在对比度低、边缘细节丢失及增强过度等问题,提出一种基于全局双伽马校正与改进SSA算法结合的低光照图像增强方法。首先对图像预处理,其次采用双伽马函数结合麻雀优化算法进行全局校正,此外为改善算法收敛... 详细信息

针对现有低光照图像增强算法存在对比度低、边缘细节丢失及增强过度等问题,提出一种基于全局双伽马校正与改进SSA算法结合的低光照图像增强方法。首先对图像预处理,其次采用双伽马函数结合麻雀优化算法进行全局校正,此外为改善算法收敛性能,引入精英反向学习和Lévy飞行策略来改进麻雀算法,优化对参数(α)的选择,通过寻找最优伽马值实现对图像的细节增强。仿真实验结果表明,该算法增强后的图像峰值信噪比和结构相似性指标较大,图像颜色失真较小,细节更加丰富,整体增强效果优于其他对比算法,具有较好的处理效果。

关键词：图像增强精英反向学习双伽马校正 Lévy飞行策略麻雀搜索算法

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基于FPM方法的入水问题数值模拟研究

应用力学学报 2023年第1期40卷 199-210页

作者：王敏马小晶陈尉张博文新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047

结构体入水作为一个高度非线性的冲击动力学问题,广泛存在于船舶海洋和军事等工程领域,因此,对该问题进行精确而高效的数值模拟是十分必要。采用有限质点法(finite particle method,FPM),结合无反射边界,数值模拟研究了二维结构体入水... 详细信息

结构体入水作为一个高度非线性的冲击动力学问题,广泛存在于船舶海洋和军事等工程领域,因此,对该问题进行精确而高效的数值模拟是十分必要。采用有限质点法(finite particle method,FPM),结合无反射边界,数值模拟研究了二维结构体入水的动态过程。通过分析楔形体入水所受的垂向力、速度和压力,并与相关文献结果对比分析,验证了该方法的有效性。在此基础上,对不同工况下的入水问题进行了模拟,研究了不同尺寸、形状、初速度和质量等情况下,结构入水冲击时垂向力和速度随时间的变化规律,以及不同时刻下压力响应的变化趋势。研究结果表明:楔形体的底升角尺寸、结构体形状、入水初速度和质量等因素都会直接影响结构体入水的力学特性,为入水结构体的力学设计提供了参考。

关键词： FPM 无反射边界数值模拟结构体入水力学特性

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磨料水射流冲击孔隙岩体的SPH模拟研究

岩土工程学报 2022年第4期44卷 731-739,I0007,I0008页

作者：周新超马小晶廖翔云齐思维李宏煜新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

针对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态过程,依据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,将含磨料颗粒的水射流和具有孔隙的岩体离散为一系列的粒子,分别引入NULL型和H-J-C型本构关系描述磨料水射流和岩体的力学特... 详细信息

针对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态过程,依据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,将含磨料颗粒的水射流和具有孔隙的岩体离散为一系列的粒子,分别引入NULL型和H-J-C型本构关系描述磨料水射流和岩体的力学特性,建立了磨料水射流冲击孔隙岩体模型,通过模拟射流冲击岩体问题,并与已有研究结果进行对比验证了所建模型的有效性,在此基础上,着重对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态破损过程进行模拟研究,分析了岩体的孔隙特性和射流参数对岩体破损效果的影响。计算结果表明,孔隙的尺寸和分布情况会影响岩体破损坑的形状,孔隙度对岩体的破损程度影响较大,其他因素对岩体的破损效果具有不同程度的影响。研究结果可为工程中提高射流破岩效率提供理论依据。

关键词：光滑粒子流体动力学磨料水射流离散孔隙构建填充物随机分布位置

乙醇液滴撞击高温壁面蒸发过程的模拟预测研究

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应用数学和力学 2023年第5期44卷 535-542页

作者：马小晶周鑫吐松江·卡日许瀚文新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047

采用CLSVOF方法,引入描述壁面润湿特性的动态接触角,建立了乙醇液滴撞击高温壁面的数值模型,对乙醇液滴撞击高温壁面后的沸腾蒸发过程展开了研究,并与实验数据进行了对比验证.研究表明:在相同液滴温度下,壁面温度越高,亲水性越强,乙醇... 详细信息

采用CLSVOF方法,引入描述壁面润湿特性的动态接触角,建立了乙醇液滴撞击高温壁面的数值模型,对乙醇液滴撞击高温壁面后的沸腾蒸发过程展开了研究,并与实验数据进行了对比验证.研究表明:在相同液滴温度下,壁面温度越高,亲水性越强,乙醇液滴的撞击速度越快,液滴的沸腾时间越早,蒸发完成所用时间也越短.在此研究基础上,基于机器学习算法,建立了液滴蒸发预测模型,对乙醇液滴撞击高温壁面后蒸发剩余量随时间的变化进行了预测研究,并通过将不同机器学习算法的预测结果与模拟结果对比,选出最优预测模型.

关键词： CLSVOF方法动态接触角沸腾蒸发机器学习