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基于集成正交实验与CNN方法的微细电火花微孔加工精度

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 261-272页

作者：莫远东王雅芝黄舒琦钟佳俊岭南师范学院机电工程学院广东湛江524048

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的... 详细信息

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的影响规律及其最优加工工艺参数。然后,采用基于PyTorch框架的卷积神经网络对试验结果进行预测。结果表明:对于微孔加工入口过切,各因素按影响程度由高到低依次为脉冲占空比、脉冲频率、进给速度和主轴转速;对于微孔加工出口过切,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率;对于微孔加工锥度,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、脉冲占空比、主轴转速和脉冲频率。综合考虑并分析各因素之间关系,通过验证实验得到微孔加工精度最优组合参数:进给速度为0.02mm/s、主轴转速为1000r/min、脉冲占空比为60%、脉冲频率为3000Hz。微孔加工入口过切、出口过切和锥度的预测值与试验真实值吻合程度较高,两者相对误差均小于12%。基于PyTorch框架的卷积神经网络(CNN)具有较高的预测准确性,满足实际生产加工需求,为微细电火花微孔加工精度预测研究提供了新方法,也为实际生产加工指导提供了依据。

关键词：微细电火花加工正交实验卷积神经网络 H62黄铜微孔

粉煤循环流化床锅炉0~1 mm制粉系统开发与热力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1560-1566页

作者：尚曼霞姚禹歌柯希玮周托黄中清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

为实现粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)的0~1 mm给煤,借鉴传统煤粉锅炉制粉系统的设计及计算经验,开发PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统,其特征为采用中速磨煤机制备粉煤,利用气固分配器分离制粉乏气与粉煤的... 详细信息

为实现粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)的0~1 mm给煤,借鉴传统煤粉锅炉制粉系统的设计及计算经验,开发PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统,其特征为采用中速磨煤机制备粉煤,利用气固分配器分离制粉乏气与粉煤的混合物,并设置备用系统以保证系统发生故障时的正常燃料供应。提出0~1 mm制粉系统的热力计算模型,确定磨煤机通风量、干燥剂配比以及干燥剂温度等关键技术指标,预测制粉系统干燥出力,并分析PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统的性能变化规律。研究结果表明:保持磨煤机出力、热风温度不变,在系统允许的范围内降低磨煤机出口温度,有利于降低干燥剂量,提升干燥出力;磨煤机出口温度每降低1℃,制粉系统所需的干燥剂量减少约523 m3/h,干燥出力增加约0.4 t/h。

关键词：粉煤循环流化床 0~1 mm粉煤制粉系统热力计算

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基于跌坎压力自相似分布的明渠水深−流量关系推求

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 218-227页

作者：李乃稳黄滟淳陈小攀李龙国刘超四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 河南天池抽水蓄能有限公司河南南阳473000

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向... 详细信息

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向急流转变,压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键,其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究,而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深−流量关系公式。研究发现,明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律,其无量纲压力值分布倾向于一条曲线,压力最大值为0.238he(he为跌坎水深),出现在竖向距跌坎0.209he水深处,并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上,结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程,并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式,然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后,对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析,结果表明:本文提出的流量公式在明渠流量为5~100 L/s,底坡为–0.0112~0.0534、糙率为0.0930~0.0193的研究范围内,具有更高的精度和适用性,计算误差在±5%之内,可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑,具有重要的工程应用价值。

关键词：明渠自由跌水压力分布水深−流量关系流量计量

基于多频磁负超材料的心脏起搏器无线供能研究

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电工技术学报 2024年第16期39卷 4931-4943页

作者：陈伟华黄雨琦闫孝姮宋佳伟辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

针对植入式心脏起搏器无线供能系统频率变化发生共振失调导致传输效率低等问题,该文提出一种基于多频磁负超材料(MB-MNG)的心脏起搏器无线供能系统。首先,根据磁负超材料等效介质理论,推导了正八边形超材料设计的基本公式,建立了MB-MNG... 详细信息

针对植入式心脏起搏器无线供能系统频率变化发生共振失调导致传输效率低等问题,该文提出一种基于多频磁负超材料(MB-MNG)的心脏起搏器无线供能系统。首先,根据磁负超材料等效介质理论,推导了正八边形超材料设计的基本公式,建立了MB-MNG基元模型;其次,以S-S结构为例,通过仿真和实验研究了6.78 MHz、8.94 MHz和13.56 MHz频段下系统传输效率;再次,为了研究可靠性,讨论了系统与MB-MNG之间的错位情况;最后,为确保安全性,使用多物理场仿真软件研究系统的电磁安全特性,并进行温升实验。实验结果表明:在三工作频段下,基于MB-MNG的WPT系统的输出功率为3.29W、2.77W和2.87W,与传统WPT系统和加入铁氧体薄板WPT系统对比,传输效率提高了24.6%~36.5%。同时,在系统发生偏移时,仍能保持30.73%~48.41%的传输效率;60 min充电测试内组织SAR值及最大温升均符合安全标准。

关键词：无线供能系统多频磁负超材料心脏起搏器传输性能

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附着水滴光学窗口偏振成像特性研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1125-1131页

作者：杨佳辰王新新朱克勇黄勇北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速。相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度。本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特... 详细信息

偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速。相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度。本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特卡洛光线追踪法完成了数值模拟,用Stokes矢量记录偏振维的信息,分析了光源类型、水滴直径和水滴接触角对成像效果的影响规律,对提高成像质量具有重要意义。

关键词：偏振成像附着水滴光学窗口蒙特卡洛光线追踪法

银耳多糖对益生菌发酵驼乳改善小鼠免疫和肠道黏膜屏障功能的影响

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食品科学 2024年第12期45卷 157-164页

作者：黄文琪郑剑斌王睿赵立娜国家菌草工程技术研究中心福建福州350000 福建农林大学生命科学学院福建福州350000

目的:研究银耳多糖对益生菌发酵驼乳改善环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)诱导的免疫抑制小鼠免疫和肠道黏膜屏障功能的影响。方法:测定益生菌发酵驼乳和银耳益生菌发酵驼乳的理化指标和抗氧化活性。BALB/C小鼠随机分为正常组(NC组)、模... 详细信息

目的:研究银耳多糖对益生菌发酵驼乳改善环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)诱导的免疫抑制小鼠免疫和肠道黏膜屏障功能的影响。方法:测定益生菌发酵驼乳和银耳益生菌发酵驼乳的理化指标和抗氧化活性。BALB/C小鼠随机分为正常组(NC组)、模型组(MD组)、益生菌发酵驼乳组(FCM组)、银耳益生菌发酵驼乳组(FYCM组),每天分别灌胃0.2 mL生理盐水、生理盐水、益生菌发酵驼乳、银耳益生菌发酵驼乳,干预周期为30 d;最后4 d,除NC组之外,其余各组每天腹腔注射60 mg/kg m_(b)CTX构建免疫抑制模型。对小鼠脏器指数、脾淋巴细胞增殖活性、迟发型变态反应、细胞因子和免疫球蛋白含量、脾脏和空肠组织形态学进行分析。结果:低温贮藏21 d,FYCM的pH值从4.52缓慢下降到4.30,滴定酸度从95.7°T逐步上升到124.73°T,乳酸菌数量从9.40×10^(9)CFU/mL下降到8.38×10^(9)CFU/mL,持水力从39.23%下降到35.13%。与益生菌发酵驼乳相比,银耳益生菌发酵驼乳的抗氧化能力极显著提高(P<0.01)。小鼠实验表明,与MD组相比,FYCM可显著提高免疫抑制小鼠的脏器指数、脾淋巴细胞增殖率和迟发性超敏反应能力,上调白细胞介素-6、干扰素-γ、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M、肠道分泌型免疫球蛋白A水平,修复脾脏和空肠黏膜结构,且其效果显著优于FCM。结论:银耳益生菌发酵驼乳具有调节免疫和肠道黏膜屏障功能的潜力,在功能性乳品市场具有广阔的应用前景。

关键词：银耳粗多糖驼乳益生菌发酵乳免疫调节

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被动预燃室喷孔布置对射流与燃烧影响研究

工程热物理学报 2024年第8期45卷 2531-2539页

作者：黄林辉唐青龙孙久岭尧命发天津大学先进内燃动力全国重点试验室天津300072

预燃室可提高点燃式发动机效率并降低氮氧化物排放,但预燃室喷孔布置对于射流和燃烧的影响尚不明晰。本文基于Converge三维仿真软件建立并标定了数值模型以进行模拟研究。针对被动式窄喉道预燃室结构,探究了三种预燃室喷孔布置方案:双排... 详细信息

预燃室可提高点燃式发动机效率并降低氮氧化物排放,但预燃室喷孔布置对于射流和燃烧的影响尚不明晰。本文基于Converge三维仿真软件建立并标定了数值模型以进行模拟研究。针对被动式窄喉道预燃室结构,探究了三种预燃室喷孔布置方案:双排孔PC-1、上排孔PC-2和下排孔PC-3不同的射流和燃烧特性。结果表明:单排孔结构在当量或稀燃下具有较高的预燃室压差及射流速度,且具有较高的燃烧放热率和更提前的燃烧相位,其中PC-2结构稍优。双排孔结构则仅过浓条件下有较高射流速度和最提前的燃烧相位。另外,PC-2自预燃室向外传热比例最低,说明耗散于预燃室内的热量最低,而PC-1结构的自预燃室向外传热比例最高。综上所述,单排孔预燃室尤其是PC-2在大部分应用场景下更宜被发动机采用。

关键词：预燃室燃烧喷孔布置射流特性燃烧速率

基于Black-Litterman模型的因子投资组合

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中国科学：数学 2024年第8期54卷 1141-1156页

作者：解雯佳黄忠亿张东朔清华大学数学科学系北京100084 中国建设银行风险度量中心上海200120

近年来,风险因子投资受到学术研究人员和市场从业者的青睐,但仅关注因子既无法充分反映投资者的观点,也不足以生成有竞争力的投资组合.Black-Litterman模型同时考虑了市场状况和投资者的主观判断,有更高的灵活性.本文采用不同的优化策... 详细信息

近年来,风险因子投资受到学术研究人员和市场从业者的青睐,但仅关注因子既无法充分反映投资者的观点,也不足以生成有竞争力的投资组合.Black-Litterman模型同时考虑了市场状况和投资者的主观判断,有更高的灵活性.本文采用不同的优化策略来构建含因子的混合投资组合,探索市场、因子和投资组合之间的关系.通过分析因子关于市场的Beta值以及投资组合关于因子的Beta值来解释隐含模式.文中选择S&P 500和PAAIX作为市场基准数据集,选择的时间区间为2018年1月至2022年12月.总体而言,最大化Sharpe比率优化优于其他投资组合,且其风险敏感性保持在可接受的水平.

关键词：资产配置 Black-Litterman模型投资组合优化

商品期货网络与关键商品价格波动风险——基于中国商品期货市场的分析

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技术经济与管理研究 2024年第8期 84-89页

作者：刘曙华黄轲广西社会科学院广西南宁530022 南宁学院数字经济学院广西南宁530004

以中国商品期货市场流动性较好的45种关键商品日内5分钟高频数据为研究样本,分析商品期货价格波动响应机制,识别关键商品节点的价格波动风险以及商品集群。研究发现,商品的行业聚类特征明显,与传统行业分组相匹配,焦煤所属的能源商品及... 详细信息

以中国商品期货市场流动性较好的45种关键商品日内5分钟高频数据为研究样本,分析商品期货价格波动响应机制,识别关键商品节点的价格波动风险以及商品集群。研究发现,商品的行业聚类特征明显,与传统行业分组相匹配,焦煤所属的能源商品及其下游的黑色商品是核心商品类别,焦煤和玻璃在商品网络中发挥关键作用;网络拓扑结构对商品的系统性金融风险存在显著影响,网络节点中心性和聚类系数较大的关键商品对商品期货市场系统性金融风险具有较大影响。

关键词：商品期货波动率网络 Copula模型价格波动风险