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Development of temperature-robust damage factor based on sensor fusion for a wind turbine structure

Frontiers of Structural and Civil Engineering 2015年第1期9卷 42-47页

作者： Jong-Woong PARK sung-han sim Jin-Hak YI Hyung-Jo JUNG Department of Civil and Environmental Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign Urbana IL 61801 USA School of Urban and Environmental Engineering Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) Ulsan 689- 798Republic of Korea Coastal Development & Ocean Engineering Research Division Korea Institute of Ocean Science and Technology Ansan 426-744Republic of Korea Department of Civil and Environmental Engineering KAIST Daejeon 305-701 Republic of Korea

Wind power systems have gained much attention due to the relatively high reliability, maturity in technology and cost competitiveness compared to other renewable alternatives. Advances have been made to increase the power efficiency of the wind turbines while less attention has been focused on structural integrity assessment of the structural systems. Vibration-based damage detection has widely been researched to identify damages on a structure based on change in d^mmic characteristics. Widely spread methods are natural frequency-based, mode shape-based, and curvature mode shape-based methods. The natural frequency-based methods are convenient but vulnerable to environmental temperature variation which degrades damage detection capability; mode shapes are less influenced by temperature variation and able to locate damage but requires extensive sensor instrumentation which is costly and vulnerable to signal noises. This study proposes novelty of damage factor based on sensor fusion to exclude effect of temperature variation. The combined use of an accelerometer and an inclinometer was considered and damage factor was defined as a change in relationship between those two measurements. The advantages of the proposed method are： 1） requirement of small number of sensor, 2） robusmess to change in temperature and signal noise and 3） ability to roughly locate damage. Validation of the proposed method is carried out through numerical simulation on a simplified 5 MW wind turbine model.

关键词： sensor fusion damage detection structural health monitoring

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基于随机减量法的分布式结构模态参数识别

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振动与冲击 2017年第17期36卷 48-54页

作者：逯静洲 sung han sim Billie F.Spencer Jr. 烟台大学土木工程学院山东烟台264005 蔚山科学技术大学城市与环境工程学院韩国蔚山44919 伊利诺伊大学香槟分校土木与环境工程系美国61801

分区进行平行分析处理的技术已成为大型结构密集布置无线智能传感器网络检测结构系统的重要任务。提出基于随机减量法的分布式数据采集和模态识别方法。以两边简支板模型试验为例,采用ISM400无线智能传感器,通过自然激励法获得测试结构... 详细信息

分区进行平行分析处理的技术已成为大型结构密集布置无线智能传感器网络检测结构系统的重要任务。提出基于随机减量法的分布式数据采集和模态识别方法。以两边简支板模型试验为例,采用ISM400无线智能传感器,通过自然激励法获得测试结构的响应信号,计算随机减量函数,然后运用特征系统实现算法提取系统的状态空间参数,并结合稳定图的方法剔除虚假模态,识别出结构的模态性能参数。以模态置信度为判据对比分析分布式算法与集中式算法的识别效果,结果表明两种算法吻合良好。

关键词：随机减量法分布式传感器网络特征系统实现算法稳定图模态识别

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基于分布式传感网络的结构模态识别方法

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土木工程学报 2010年第3期43卷 106-110页

作者：张敏谢慧才 sung han sim B F Spencer Jr 汕头大学汕头515063 深圳大学深圳518063 美国伊利诺伊大学香槟分校

结构的模态参数识别是结构健康监测系统的基本任务。随着工程结构的日益大型化和复杂化,振动测试时需要布置大量的传感器。传统的集中采集和处理技术将难以胜任海量数据的处理要求,采用无线智能传感器的结构健康监测系统正是应运而生的... 详细信息

结构的模态参数识别是结构健康监测系统的基本任务。随着工程结构的日益大型化和复杂化,振动测试时需要布置大量的传感器。传统的集中采集和处理技术将难以胜任海量数据的处理要求,采用无线智能传感器的结构健康监测系统正是应运而生的新方向,而分布式采集和处理是其特点。在无线智能传感网络拓扑结构中采用分布式算法求解结构整体振型,利用随机子空间法识别各子结构模态,结合粒子群优化算法调整子振型获取结构整体振型。通过混凝土钢管拱桥模型试验验证了分布式算法的可行性,并利用模态置信度(MAC)对比分析了由分布式模态识别方法和集中式模态识别方法得到的结果,结果表明两种算法吻合较好。

关键词：结构健康监测智能传感器网络模态识别集中式分布式

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基于随机子空间的分布式结构模态参数识别

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深圳大学学报（理工版） 2009年第4期26卷 394-399页

作者：张敏谢慧才 sung-han sim B.F.Spencer Jr 汕头大学工学院汕头515063 深圳大学土木工程学院深圳518060 伊利诺伊大学香槟分校工学院美国香槟61801

针对大型建筑结构集中处理庞大数据获得结构模态参数的不便性,提出适用于密集布排的传感器网络结构的分布式模态参数识别方法.以混凝土钢管拱桥为实验平台,按不同子结构划分工况,通过随机子空间方法有效地从环境激励下的响应中提取子结... 详细信息

针对大型建筑结构集中处理庞大数据获得结构模态参数的不便性,提出适用于密集布排的传感器网络结构的分布式模态参数识别方法.以混凝土钢管拱桥为实验平台,按不同子结构划分工况,通过随机子空间方法有效地从环境激励下的响应中提取子结构模态参数,结合稳定图进行子结构系统定阶,去除虚假模态.利用粒子群优化算法和平均技术调整子结构振型,获取桥梁结构的整体振型.以模态置信度为判据对比分析该分布式算法和集中式算法的识别结果.结果表明,该方法具有良好的识别效果,可用于不同形式复杂结构的模态振型识别.

关键词：结构健康监测传感器网络结构随机子空间粒子群优化算法模态参数

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基于分布式无线智能传感器网络的结构模态识别

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应用基础与工程科学学报 2011年第5期19卷 732-740页

作者：逯静洲 sung-han sim 金波 Billie F Spencer Jr 烟台大学土木工程学院山东烟台264005 伊利诺伊大学香槟分校土木与环境工程系美国61801 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

利用美国伊利诺伊大学结构健康监测项目组研制的ISM400无线智能传感器,分别采用分布式和集中式数据采集方法,对一个简支层压板进行了振动测试试验.采用自然环境激励技术(NExT)和特征系统实现算法(ERA)相结合的一种时域联合算法,仅利用... 详细信息

利用美国伊利诺伊大学结构健康监测项目组研制的ISM400无线智能传感器,分别采用分布式和集中式数据采集方法,对一个简支层压板进行了振动测试试验.采用自然环境激励技术(NExT)和特征系统实现算法(ERA)相结合的一种时域联合算法,仅利用输出信号对结构模态参数进行识别,并将识别结果与有限元模型的计算结果进行了对比分析.根据分布式与集中式两种数据采集处理方法识别的振动频率和模态振型,与有限元数值模拟结果吻合较好,验证了基于分布式数据采集的无线智能传感器网络在结构模态识别中的可行性.在大型土木工程结构需要布置大量传感器时,分布式无线智能传感器网络因其高度集成化和节约电源等优点,比采用传统的集中式数据采集方法更加高效实用.

关键词：无线智能传感器网络分布式数据采集集中式数据采集特征系统实现算法环境激励

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Effect of silicon carbide-based iron catalyst on reactor optimization for non-oxidative direct conversion of methane

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Journal of Energy Chemistry 2023年第6期81卷 519-532,I0012页

作者： Eun-hae sim sung Woo Lee Jin Ju Lee Seung Ju han Jung Ho Shin Gracia Lee sungrok Ko Kwan-Young Lee Yong Tae Kim C1 Gas&Carbon Convergent Research Center Korea Research Institute of Chemical TechnologyDaejeon 34114Republic of Korea Department of Chemical and Biological Engineering Korea University145 Anam-roSeoul 02841Republic of Korea Department of Chemical and Biomolecular Engineering Yonsei University50 Yonsei-roSeoul 03722Republic of Korea Chemical Data-Driven Research Center Korea Research Institute of Chemical TechnologyDaejeon 34114Republic of Korea Prospective Tech.Exploring Section Basic Chemical R&D centerLottechemical Corp.Daejeon 34059Republic of Korea Department of Advanced Materials and Chemical Engineering University of Science and Technology(UST)Gajeong-dongYuseongDaejeon 34113Republic of Korea

The conversion of methane to olefins,aromatics,and hydrogen(MTOAH)can be used to stably obtain hydrocarbons when the effect of the catalytic surface is optimized from the reaction engineering *** this study,Fe/Si C catalysts were packed into a quartz tube *** catalytic surfaces of Si C and the impregnated Fe species decreased the apparent activation energies(E_a)of methane consumption in the blank reactor between 965 and 1020℃.Consequently,the hydrocarbon yield increased by 2.4times at 1020℃.Based on the model reactions of ethane,ethylene,and acetylene mixed with hydrogen in the range of 500-1020℃,an excess amount of Fe in the reactor favored the C-C coupling reaction over the selective hydrogenation of acetylene;consequently,coke formation was favored over the hydrogenation *** gas-phase reactions and catalyst properties were optimized to increase hydrocarbon yields while reducing coke *** 0.2Fe catalyst-packed reactor(0.26 wt%Fe)resulted in a hydrocarbon yield of 7.1%and a coke selectivity of<2%when the ratio of the void space of the postcatalyst zone to the catalyst space was adjusted to be≥*** on these findings,the facile approach of decoupling the reaction zone between the catalyst surface and the gas-phase reaction can provide insights into catalytic reactor design,thereby facilitating the scale-up from the laboratory to the commercial scale.

关键词： Non-oxidative methane conversion Ethylene Aromatic Methane pyrolysis Fe/SiC Coke resistance Catalytic reactor

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Estimation-free spatial-domain image reconstruction of structured illumination microscopy

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Journal of Innovative Optical Health Sciences 2024年第2期17卷 45-58页

作者： Xiaoyan Li Shijie Tu Yile Sun Yubing han Xiang Hao Cuifang kuang Xu Liu State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation College of Optical Science and Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027P.R.China ZJU-hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center hangzhou 311200 P.R.China Collaborative Innovation Center of Extreme Optics Shanxi University TaiyuanShanxi 030006P.R.China A dvanced Biomedical Imaging Facility-Wuhan National Laboratory for Optoelectronics Huazhong University of Science and Technology WuhanHubei 430074P.R.China

Structured illumination microscopy(sim)achieves super-resolution(SR)by modulating the high-frequency information of the sample into the passband of the optical system and subsequent image *** traditional Wiener-filtering-based reconstruction algorithm operates in the Fourier domain,it requires prior knowledge of the sinusoidal illumination patterns which makes the time-consuming procedure of parameter estimation to raw datasets necessary,besides,the parameter estimation is sensitive to noise or aberration-induced pattern distortion which leads to reconstruction ***,we propose a spatial-domain image reconstruction method that does not require parameter estimation but calculates patterns from raw datasets,and a reconstructed image can be obtained just by calculating the spatial covariance of differential calculated patterns and differential filtered datasets(the notch filtering operation is performed to the raw datasets for attenuating and compensating the optical transfer function(OTF)).Experiments on reconstructing raw datasets including nonbiological,biological,and simulated samples demonstrate that our method has SR capability,high reconstruction speed,and high robustness to aberration and noise.

关键词： Structured illumination microscopy image reconstruction spatial domain digital micromirror device(DMD)

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不等式约束下加乘性混合误差模型的简单迭代解法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 996-1004页

作者：王乐洋韩澍豪东华理工大学测绘工程学院江西南昌330013 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室江西南昌330013

在大地测量领域中,现有的处理不等式约束的方法大多都是基于加性误差的模型,包括高斯马尔可夫模型和变量误差模型,鲜有对于加乘性混合误差模型处理方法的研究。为了拓展附有不等式约束的加乘性混合误差的方法,基于最小二乘原理并应用零... 详细信息

在大地测量领域中,现有的处理不等式约束的方法大多都是基于加性误差的模型,包括高斯马尔可夫模型和变量误差模型,鲜有对于加乘性混合误差模型处理方法的研究。为了拓展附有不等式约束的加乘性混合误差的方法,基于最小二乘原理并应用零权和无限权的思想,通过约束条件构建了惩罚函数,推导了在不等式约束下加乘性混合误差的一种简单迭代解法,分析了简单迭代解法在加乘性混合误差模型中的缺陷,在原有方法的基础上在惩罚项前加入了一个随迭代次数增加而增加的惩罚因子。通过算例评估分析可知,改进后的简单迭代法能够有效解决原有方法用于处理附有不等式约束的加乘性混合误差模型时不收敛的问题。通过对比其他方案可知,所提方法能够得到更好的参数估值,证明了该方法的有效性。同时,所提方法结构简单,易于实现,能够适用于大批量的数据处理。

关键词：加乘性混合误差模型不等式约束迭代解法惩罚函数惩罚因子

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芳香烃受体蛋白质生理功能及在肿瘤中的作用机制

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第1期40卷 54-62页

作者：常文静严汉池天津大学生命科学学院结构生物学实验室天津300072

芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)作为一种配体依赖性的转录因子,介导2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(2,3,7,8-tetrachloro-dibenzop-dioxin,TCDD)等卤代烃的毒性作用,属于碱性螺旋-环-螺旋-PAS(basic Helix-Loop-Helix-PER-ARNT-sim,bHLH-PAS)家族成员,具有进化保守性,在多种动物和人类中表达。该蛋白质通过与特定配体结合发生构象改变,转位至细胞核同AHR核转运蛋白(AHR nuclear translocator,ARNT)形成二聚体,并对下游靶基因表达发挥调控作用。最近研究发现,AHR也成为控制细胞增殖分化、凋亡、迁移黏附等多种生理过程的关键转录因子,揭示了AHR在细胞稳态、宿主免疫和肿瘤发展中的重要作用。本文基于国内外对AHR的系列研究,讨论了AHR功能结构、发挥作用的信号通路及其多样性的配体,重点阐述其在防御和屏障保护、调节自身免疫进程、参与调节B细胞和多种T细胞亚群发育分化及其细胞因子的表达,以及在不同微环境中对肿瘤发挥促进或抑制作用的讨论,旨在为相关免疫疾病和肿瘤的AHR靶向治疗提供新思路。

关键词：芳香烃受体 2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英免疫防御肿瘤

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基于有限元模拟的车用齿轮轴冷镦工艺研究与试验验证

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锻压技术 2024年第6期49卷 61-69页

作者：韩蕾李腾飞四川交通职业技术学院汽车工程系四川成都611130 四川交通职业技术学院四川交通运输研究院四川成都611130

针对一种复杂车用齿轮轴加工困难、产量低、费材、使用性能差等问题,采用冷镦加工工艺进行生产。首先,根据齿轮轴的结构特点初步确定了成形方法、成形工位数及各工位的零件外形;其次,利用Deform-3D软件对拟定工艺的各个工位进行了有限... 详细信息

针对一种复杂车用齿轮轴加工困难、产量低、费材、使用性能差等问题,采用冷镦加工工艺进行生产。首先,根据齿轮轴的结构特点初步确定了成形方法、成形工位数及各工位的零件外形;其次,利用Deform-3D软件对拟定工艺的各个工位进行了有限元建模和成形过程仿真。同时,为起到有效的预测和检验作用,通过压缩试验研究了生产材料的室温变形行为,并在Deform-3D中创建了相应的流动应力模型。模拟结果表明:各工位的零件成形结果符合设计要求,外形完整,无缺肉现象,同时成形时金属变形合理,流线情况较好,材料损伤也处于安全范围内,无折叠、开裂等问题。最后,根据制定的工艺完成了齿轮轴的7工位冷镦试验,获得的所有产品的质量均较好,与模拟结果高度吻合,说明新工艺可行、可靠,有效解决了复杂车用齿轮轴的实际生产难题。

关键词：冷镦工艺齿轮轴流动应力模型金属流线材料损伤

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