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Geometrically Nonlinear Deformation Reconstruction Based on iQS4 Elements Using a Linearized Iterative iFEM Algorithm

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Acta Mechanica Solida Sinica 2023年第1期36卷 166-180页

作者： Mengying Li dawei jia He Huang Ziyan Wu Adnan Kefal School of Mechanics Civil Engineering and ArchitectureNorthwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China Faculty of Engineering and Natural Sciences Sabanci UniversityTuzlaIstanbul 34956Turkey Integrated Manufacturing Technologies Research and Application Center Sabanci UniversityTuzlaIstanbul 34956Turkey

Structural shape monitoring plays a vital role in the structural health monitoring *** inverse finite element method(iFEM)has been demonstrated to be a practical method of deformation reconstruction owing to its unique *** iFEM formulations have been applied to small deformation of structures based on the small-displacement assumption of linear ***,this assumption may be inapplicable to some structures with large displacements in practical ***,geometric nonlinearity needs to be *** this study,to expand the practical utility of iFEM for large displacement monitoring,we propose a nonlinear iFEM algorithm based on a four-node inverse quadrilateral shell element *** the advantage of an iterative iFEM algorithm,a nonlinear response is linearized to compute the geometrically nonlinear deformation reconstruction,like the basic concept of nonlinear FE *** examples are solved to verify the proposed *** is demonstrated that large displacements can be accurately estimated even if the in-situ sensor data includes different levels of randomly generated *** is proven that the nonlinear iFEM algorithm provides a more accurate displacement response as compared to the linear iFEM methodology for structures undergoing large ***,the proposed approach can be utilized as a viable tool to effectively characterize geometrically nonlinear deformations of structures in real-time applications.

关键词： Deformation reconstruction iQS4 element Iterative algorithm Nonlinear iFEM Geometric nonlinearity

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High-sensitive state perception method for inverter-fed machine turn insulation based on FrFT-Mel

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Global Energy Interconnection 2024年第2期7卷 155-165页

作者： Ruitian Fan Xing Lei Tao jia Menglong Qin Hao Li dawei Xiang College of Electrical Power Engineering Shanghai University of Electric PowerShanghai 200090P.R.China State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company Shanghai 200437P.R.China State Grid Technology College Shandong 250002P.R.China College of Electronics and Information Engineering Tongji UniversityShanghai 201804P.R.China

Amidst the swift advancement of new power systems and electric vehicles,inverter-fed machines have progressively materialized as a pivotal apparatus for efficient energy *** winding turn insulation failure is the root cause of inverter-fed machine *** online monitoring of turn insulation health can detect potential safety risks promptly,but faces the challenge of weak characteristics of turn insulation *** study proposes an innovative method to evaluate the turn insulation state of inverter-fed machines by utilizing the fractional Fourier transform with a Mel filter(FrFT-Mel).First,the sensitivity of the high-frequency(HF)switching oscillation current to variations in turn insulation was analyzed within the fractional ***,an improved Mel filter is introduced,and its structure and parameters are specifically designed based on the features intrinsic to the common-mode impedance resonance point of the electrical ***,an evaluation index was proposed for the turn insulation state of inverter-fed *** results on a 3kW permanent magnet synchronous machine(PMSM)demonstrate that the proposed FrFT-Mel method significantly enhances the sensitivity of turn insulation state perception by approximately five times,compared to the traditional Fourier transform method.

关键词： State perception Turn insulation Switching oscillation Fractional Fourier transform Mel filter

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Metal size effects over metal/zeolite bifunctional catalysts in the selective hydroalkylation of benzene

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2024年第4期18卷 107-114页

作者： Junjie Li Chuang Liu Zhenlong jia Yingchun Ye dawei Lan Wei Meng jianqiang Wang Zhendong Wang Yongfeng Hu Weimin Yang State Key Laboratory of Green Chemical Engineering and Industrial Catalysis Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology Co.Ltd.Shanghai 201208China School of Chemical Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China

Bifunctional metal/zeolite materials are some of the most suitable catalysts for the direct hydroalkylation of benzene to *** overall catalytic performance of this reaction is strongly influenced by the hydrogenation,which is dependent on the metal ***,systematically investigating the metal size effects in the hydroalkylation of benzene is *** this work,we successfully synthesized Ru and Pd nanoparticles on Sinopec Composition Materials No.1 zeolite with various metal *** demonstrated the size-dependent catalytic activity of zeolite-supported Ru and Pd catalysts in the hydroalkylation of benzene,which can be attributed to the size-induced hydrogen spillover capability *** work presents new insights into the hydroalkylation reaction and may open up a new avenue for the smart design of advanced metal/zeolite bi-functional catalysts.

关键词： size effects bifunctional catalysts metal/zeolite hydroalkylation

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The Formation of SO_(2) and Emission Reduction Solutions in the Preparation of a Hydrogenation Catalyst Support

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China Petroleum Processing & Petrochemical Technology 2024年第1期26卷 98-106页

作者： Hu Anpeng Wang Zhen Yang Qinghe Hu dawei Gong Yu jia Yanzi Dai Qiaoling Pu Ning SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing Beijing 100083China Zibo Qimao Catalyst Co. Ltd.Zibo 255400China

The key reason for SO_(2) formation during the production of a residue hydrogenation catalyst support was identified and subsequent emission reduction solutions were then investigated and verified *** results demonstrated that carbon-containing organic materials,including sesbania powder and cellulose,did not completely decompose over the temperature range of 350−600℃during the heating stage of the calcination process,but rather underwent a condensation reaction within the same temperature range to form carbon-containing species with a lower ratio of hydrogen to carbon and a higher condensation degree,which promoted the decomposition of sulfate to form SO_(2).Systematic experimental work revealed that three different measures,i.e.,applying the staged calcination method,reducing the heating rate,and increasing the air flow rate,during the calcination process could all achieve the effect of reducing SO_(2) emissions.

关键词： alumina sesbania powder cellulose sulfur dioxide

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基于高斯混合模型和极限状态阈值随机性的概率地震需求分析

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振动与冲击 2022年第20期41卷 225-234页

作者：贾大卫吴子燕何乡西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

传统概率地震需求分析普遍采用对数正态分布假定,且大多基于固定阈值衡量结构性能极限状态,这些简化方法很多时候与实际存在较大偏差。提出基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的概率地震需求分析法。利用多维性能极限状态方... 详细信息

传统概率地震需求分析普遍采用对数正态分布假定,且大多基于固定阈值衡量结构性能极限状态,这些简化方法很多时候与实际存在较大偏差。提出基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的概率地震需求分析法。利用多维性能极限状态方程衡量结构破坏程度。基于增量动力分析法(increment dynamic analysis,IDA)计算结构工程需求参数(engineering demand parameter,EDP),基于IDA曲线斜率划分结构阈值。不采用对数正态分布假定,利用GMM分别建立EDP和阈值的概率密度函数,将传统概率地震需求分析的三重积分拓展到五重积分,充分考虑阈值的随机性。利用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法求解,得到结构需求年平均超越概率。分别建立某钢筋混凝土框剪和框架结构作为研究对象,以最大层间位移角(maximum inter-story drift ratio,MIDR)、最大层加速度(peak floor acceleration,PFA)作为EDP。研究表明:阈值具有较强的随机性,并且会随着破坏程度的提高而提高,忽略阈值随机性会导致结果出现较大偏差;与传统对数正态分布假定相比,基于GMM所得结构需求年平均超越概率偏小,对数正态分布假定会得到不准确的评估结果。

关键词：概率地震需求分析多维性能极限状态高斯混合模型(GMM) 阈值随机性增量动力分析(IDA)

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Targeted mutations of BnPAP2 lead to a yellow seed coat in Brassica napus L.

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Journal of Integrative Agriculture 2024年第2期23卷 724-730页

作者： Wei Huang Ruyu jiao Hongtao Cheng Shengli Cai jia Liu Qiong Hu Lili Liu Bao Li Tonghua Wang Mei Li dawei Zhang Mingli Yan Hunan Research Center of Heterosis Utilization in Rapeseed/Crop Research Institute Hunan Academy of Agricultural SciencesChangsha 410125China Hunan Key Laboratory of Economic Crops Genetic Improvement and Integrated Utilization/School of Life and Health Science Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201China Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Oil Crops Research InstituteChinese Academy of Agricultural SciencesWuhan 430062China

The yellow seed trait is preferred by breeders for its potential to improve the seed quality and commercial value of Brassica *** the present study,we produced yellow seed mutants using a CRISPR/Cas9 system when the two BnPAP2 homologs were knocked *** staining of the seed coat demonstrated that proanthocyanidin accumulation was significantly reduced in the pap2 double mutants and decreased specifically in the endothelial and palisade layer cells of the seed *** and metabolite profiling analysis suggested that disruption of the BnPAP2 genes could reduce the expression of structural and regulated genes in the phenylpropanoid and flavonoid biosynthetic *** broad suppression of these genes might hinder proanthocyanidin accumulation during seed development,and thereby causing the yellow seed trait in *** results indicate that BnPAP2 might play a vital role in the regulatory network controlling proanthocyanidin accumulation.

关键词： yellow seed BnPAP2 proanthocyanidins CRISPR/Cas9

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基于卷积神经网络与区域生长法的建筑裂缝识别

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应用基础与工程科学学报 2022年第2期30卷 317-327页

作者：吴子燕贾大卫王其昂西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710129 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116

基于卷积神经网络(CNN)的建筑裂缝识别结果大多为含有裂缝的面元图像,而并非裂缝本身.本文将CNN与区域生长法结合,提出一种两阶段方法用于提取像素级别的裂缝特征.利用数据扩充法建立裂缝图像数据库,选择包括Alexnet、Vgg16、Vgg19、Inc... 详细信息

基于卷积神经网络(CNN)的建筑裂缝识别结果大多为含有裂缝的面元图像,而并非裂缝本身.本文将CNN与区域生长法结合,提出一种两阶段方法用于提取像素级别的裂缝特征.利用数据扩充法建立裂缝图像数据库,选择包括Alexnet、Vgg16、Vgg19、Inception-V3和ResNet50的5种典型CNN用于裂缝识别.综合考虑样本图像的整体准确率,单张图像的裂缝识别精确度及背景图像的置信度,确定精度最高的CNN,得到裂缝面元图像;利用区域生长法对CNN识别的裂缝面元图像进行裂缝特征提取,得到像素级别的裂缝图像.研究表明,Inception-V3网络在裂缝识别中具有较高的识别精度;通过区域生长法进行裂缝特征提取,可以得到精度较高的像素级别裂缝特征图像.该研究提供了一种高精度的建筑裂缝识别方法.

关键词：裂缝识别像素级裂缝卷积神经网络区域生长法精度检验

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基于BP神经网络和Laplace渐进积分法的结构可靠性计算

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固体力学学报 2021年第4期42卷 476-489页

作者：贾大卫吴子燕何乡西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

传统基于代理模型的可靠性研究大多将抽样方法与代理模型相结合,并假定随机变量相互独立,且没有考虑到代理模型的不确定性对失效概率的影响.论文将反向传播(BP)神经网络和Laplace渐进积分法相结合,提出一种结合代理模型和高次阶矩的可... 详细信息

传统基于代理模型的可靠性研究大多将抽样方法与代理模型相结合,并假定随机变量相互独立,且没有考虑到代理模型的不确定性对失效概率的影响.论文将反向传播(BP)神经网络和Laplace渐进积分法相结合,提出一种结合代理模型和高次阶矩的可靠性计算方法,称之为BP-Lap法.采用Latin超立方抽样技术,结合学习函数选取样本点,基于函数逼近原理,利用BP网络代理极限状态方程及其梯度向量和Hessian矩阵.利用训练好的BP网络通过Laplace渐进积分法求解失效概率,基于十折交叉验证思想,得到失效概率取值区间.通过四个算例,分别在随机变量相关和不相关的条件下,验证了BP-Lap法的有效性.研究表明:BP-Lap法可以衡量代理模型的不确定性对失效概率的影响,得到失效概率的上、下界;BP-Lap法同时适用于显示和隐式的极限状态方程,对相关随机变量的可靠性问题具有较高精度.

关键词： BP神经网络 Laplace渐进积分法可靠性计算交叉验证失效概率区间

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一种基于凸集-概率混合模型的结构可靠性分析法

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固体力学学报 2020年第5期41卷 470-484页

作者：贾大卫吴子燕何乡西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

论文建立一种凸集-概率混合模型下的结构可靠性分析方法.考虑椭球模型和区间模型两种不同类型的凸集模型,在标准空间内通过拉丁超立方抽样生成样本点,通过矩阵变换将其转换到凸集空间内,得到凸集变量的样本点;将凸集变量样本点代入极限... 详细信息

论文建立一种凸集-概率混合模型下的结构可靠性分析方法.考虑椭球模型和区间模型两种不同类型的凸集模型,在标准空间内通过拉丁超立方抽样生成样本点,通过矩阵变换将其转换到凸集空间内,得到凸集变量的样本点;将凸集变量样本点代入极限状态方程,从而混合可靠性模型转变为纯概率可靠性模型;利用Laplace渐进积分法对每个极限状态方程进行失效概率求解,统计结果的最大值和最小值,得到失效概率的上、下界,研究了凸集变量的个数对结果的影响,通过失效概率的变异系数描述计算结果的稳定性;通过三个算例验证了计算结果的精度,并采用混合模型的蒙特卡洛法进行对比计算.研究表明:论文所提方法计算精度和效率均较高;凸集模型的类型会对结果产生较大影响;为使结果趋于稳定,椭球模型所需的凸集样本点个数多于区间模型;若凸集样本点数目相同,椭球模型的失效概率计算结果变异系数较小,稳定性高于区间模型.

关键词：凸集-概率混合模型可靠性分析矩阵变换 Laplace渐进积分法变异系数

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基于概率-非概率混合可靠性模型的结构地震易损性分析

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地震工程与工程振动 2021年第4期41卷 90-99页

作者：贾大卫吴子燕何乡西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710129

在易损性分析中,存在对结构阈值的不确定性研究较少,对阈值的选择通常为规范中的数值,得到的破坏概率仅为固定数值等问题,文中同时考虑结构响应和阈值不确定性,建立一种基于概率-非概率混合模型的结构地震易损性分析方法。基于Opensees... 详细信息

在易损性分析中,存在对结构阈值的不确定性研究较少,对阈值的选择通常为规范中的数值,得到的破坏概率仅为固定数值等问题,文中同时考虑结构响应和阈值不确定性,建立一种基于概率-非概率混合模型的结构地震易损性分析方法。基于Opensees建立桥梁有限元模型,选择最大支座纵向位移、最大桥墩柱弯曲延性作为衡量结构性能的工程需求参数,并被视为符合二元对数正态分布的概率随机变量;以混凝土应变作为反映结构极限状态的指标,利用增量动力分析法,获得工程需求参数阈值的样本数据,利用灰度理论得到阈值的取值区间,并将阈值视为非概率凸集变量;建立基于概率-非概率混合模型的二维性能极限状态方程,利用混合模型的可靠性分析法求解破坏概率,建立易损性曲线。为对比计算结果,将阈值分别拟定为服从对数正态分布的随机变量和固定数值,并通过蒙特卡洛法求解破坏概率,研究表明:通过概率-非概率混合模型可有效得到破坏概率的区间估计,从而弥补了传统研究中只能得到固定数值破坏概率的问题;不考虑阈值的随机性会对分析结果产生较大影响。

关键词：地震易损性概率-非概率混合模型阈值不确定性灰色理论混合模型可靠性分析

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