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基于轻量化卷积神经网络的金属断口图像识别

控制与决策 2024年第9期39卷 2858-2866页

作者：闫涵卢伟吴玉虎大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

工业环境下金属断口图像识别是金属失效分析的重要一环,具有重要的研究意义.卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)已被证实在图像识别任务中是有效的,但是在工业环境下的金属断口图像识别仍然面临以下问题:1)金属断口图像... 详细信息

工业环境下金属断口图像识别是金属失效分析的重要一环,具有重要的研究意义.卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)已被证实在图像识别任务中是有效的,但是在工业环境下的金属断口图像识别仍然面临以下问题:1)金属断口图像具有较强的类内复杂性和类间相似性;2)现有CNN网络结构复杂,参数较多,很难部署在嵌入式设备上.针对上述问题,提出一种基于轻量化CNN的金属断口图像识别方法.首先,设计一种多特征融合的CNN模型结构来提升网络的特征提取能力,并给出一种混合剪枝算法对网络进行轻量化处理来降低算法复杂度;然后,将重要超参数搜索视为优化问题,利用贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)算法进行求解,实现模型设计和剪枝过程的自动化;接着,以金属断口图像数据集为例进行实验分析,实验结果表明所提出模型仅需3.82 M的参数量即可实现97.56%的识别精度;最后,将训练好的模型部署到Jetson Nano嵌入式平台上,验证了所提出算法在实际应用中的可行性.

关键词：深度学习图像识别金属断口轻量化网络贝叶斯优化 Jetson Nano

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非定常流场时程重构的深度学习方法

船舶力学 2024年第3期28卷 319-327页

作者：战庆亮白春锦吴智虎葛耀君大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程... 详细信息

高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程数据,凭借一维卷积的特性提取出样本中包含的时程特征;然后,建立物理空间与表征模型编码空间之间的映射关系;最后,利用一维反卷积对低维表征进行解码,实现对流场中任意位置数据的重构。对Re_(D)=200的非定常圆柱层流绕流流场进行低维表征与验证,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并证明方法的准确性。本文方法是一种无监督方法,是一种时间维度上具有高精度的流场数据重构方法,适用于基于传感器的时程数据处理。

关键词：流场重构流场时程深度学习特征提取无监督模型

包钢白云鄂博特殊矿炼铁技术进步及创新发展(一)

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包钢科技 2024年第4期50卷 7-13页

作者：邬虎林内蒙古包钢钢联股份有限公司院士工作站内蒙古包头014010

文章对包钢炼铁系统的技术进步进行了总结分析,认为白云鄂博特殊铁矿选矿、烧结、冶炼难题的技术攻关及技术创新,是炼铁生产实现高效、优质、低耗、长寿、环保的根本保障,也是包钢炼铁跨越式发展的技术支撑。

关键词：白云鄂博特殊铁矿炼铁系统技术进步

对二维Graphene/VS_(2)/BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究

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电子学报 2024年第5期52卷 1543-1552页

作者：伍虎唐贵平肖事成范志强长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙410014

通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-Ion Batterys,LIBs)中阳极电极材料的可行性.Graphene/V... 详细信息

通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-Ion Batterys,LIBs)中阳极电极材料的可行性.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构具有-0.33 e V/A2的形成能,具有较强的稳定性,理论上可实现合成.同时,计算了Graphene/VS_(2)/BN范德华异质结构的平面内刚度,得出的杨氏模量(Y)为886.88 N/m,高于单层VS_(2)的Y(82.5 N/m),具有较好的力学性能.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构表面和界面上吸附Li的吸附能(-5~-2 e V)远大于相应单层的吸附能,表明其对Li具有较好的吸附性能.Li在Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构的不同表面和界面处迁移时的扩散势垒非常小(0.3~0.6 e V),对电池速率性能极为有利.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构在LIBs的阳极电极材料方面的应用具有广泛的前景.

关键词：石墨烯异质结吸附能开路电压能带锂离子电池

LeCMPSO算法求解异构无人机协同多任务重分配问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1009-1017页

作者：王峰付青坡韩孟臣邢立宁吴虎胜武汉大学计算机学院湖北武汉430072 国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 武警工程大学装备管理与保障学院陕西西安710086

无人机系统在军事领域有着广泛应用,由于战场环境复杂多变,无人机遭遇突发状况后需进行任务重分配.异构无人机是指多种类型的无人机,可完成单一无人机无法完成的多类型复杂任务,异构无人机协同多任务重分配问题约束条件复杂且包含混合变... 详细信息

无人机系统在军事领域有着广泛应用,由于战场环境复杂多变,无人机遭遇突发状况后需进行任务重分配.异构无人机是指多种类型的无人机,可完成单一无人机无法完成的多类型复杂任务,异构无人机协同多任务重分配问题约束条件复杂且包含混合变量,现有多目标优化算法不能有效处理此类问题.为高效求解上述问题,本文构建多约束异构无人机协同多任务重分配问题模型,提出一种学习引导的协同多目标粒子群优化算法(LeCMPSO),该算法引入基于先验知识的初始化策略和基于历史信息学习的粒子更新策略,能有效避免不可行解的产生并提升算法的搜索效率.通过在4组实例上的仿真实验表明,与其他典型的协同进化多目标优化算法相比,所提算法在解集的多样性、收敛性及搜索时间方面均具有较好的性能.

关键词：无人机多任务重分配粒子群优化算法多目标优化协同进化

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管廊基坑工程对邻近既有建筑物的影响分析

工程建设与设计 2024年第10期 23-25页

作者：吴源湖中铁十一局集团第一工程有限公司湖北襄阳441106

依托某管廊基坑邻近既有建筑物工程案例,通过Midas-NX有限元软件建立模型,从地表沉降、基坑侧斜以及建筑物结构沉降倾斜等方面,分析管廊基坑施工过程对建筑物的影响。通过数值模拟得出:管廊基坑工程施工会导致临近建筑物变形,影响其建... 详细信息

依托某管廊基坑邻近既有建筑物工程案例,通过Midas-NX有限元软件建立模型,从地表沉降、基坑侧斜以及建筑物结构沉降倾斜等方面,分析管廊基坑施工过程对建筑物的影响。通过数值模拟得出:管廊基坑工程施工会导致临近建筑物变形,影响其建筑物安全性;影响程度与围护结构尺寸、支撑布置等因素密切相关。

关键词：管廊基坑建筑物变形 Midas-NX

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黔北地区矿物组分对页岩储层力学特性的影响

科学技术与工程 2024年第27期24卷 11638-11647页

作者：龙钰王爽陈筠周亚邬忠虎贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵阳550025 贵州理工学院继续教育学院贵阳550003 贵州大学土木工程学院贵阳550025

矿物组分扮演着至关重要的角色,研究其含量对黔北地区页岩储层力学性质和压裂起裂机制具有重要意义。通过单轴压缩、巴西劈裂、声发射信号采集仪和X射线衍射全岩分析(X-ray diffraction,XRD)测定黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩力学性质... 详细信息

矿物组分扮演着至关重要的角色,研究其含量对黔北地区页岩储层力学性质和压裂起裂机制具有重要意义。通过单轴压缩、巴西劈裂、声发射信号采集仪和X射线衍射全岩分析(X-ray diffraction,XRD)测定黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩力学性质和矿物组分,并分析矿物组分对页岩储层力学特性的影响,阐明矿物组分与页岩储层力学特性的关系。研究表明:当矿物组分占比由韧性转为脆性时,页岩在受压过程中变形破裂阶段逐渐趋于复杂;随着页岩脆性指数增大、黏土矿物含量降低,应力-时间变化曲线变得曲折且斜率大,抗压强度、抗拉强度和弹性模量升高,声发射信号多且强度高;YY-1、YY-2和YY-3系列在巴西劈裂和单轴压缩试验下的裂纹扩展模式分别为轴向贯穿型、侧面滑脱型、侧面滑脱+底部破裂型和轴向贯穿型。

关键词：矿物组分页岩储层黔北地区力学特性脆性评价

F-53B胁迫下污水厌氧处理系统及微生物群落的响应

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中国环境科学 2024年第2期44卷 721-729页

作者：郭雨婷刘亚军邓觅涂勋吴虎彬李昆李荣富吴永明南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031 江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

通过构建厌氧反应体系,评估低浓度(1mg/L)和高浓度(10mg/L)氯化多氟醚磺酸盐(F-53B)胁迫下,厌氧处理系统出水水质、污泥性状和细菌群落的响应特征.结果表明,在F-53B的胁迫下,COD、氮(TN、NH_(4)^(+)-N)和磷(TP、PO_(4)^(3-)-P)在出水中... 详细信息

通过构建厌氧反应体系,评估低浓度(1mg/L)和高浓度(10mg/L)氯化多氟醚磺酸盐(F-53B)胁迫下,厌氧处理系统出水水质、污泥性状和细菌群落的响应特征.结果表明,在F-53B的胁迫下,COD、氮(TN、NH_(4)^(+)-N)和磷(TP、PO_(4)^(3-)-P)在出水中的含量会升高,而污泥相对生物量(MLVSS/MLSS)则出现下降,且F-53B的浓度越高影响越大.高通量测序分析发现,相较于对照组(0mg/L F-53B),仅高浓度F-53B胁迫下细菌群落的多样性(ACE、Chao1和PD指数)出现了显著下降.同时,研究还发现,随着高浓度F-53B暴露时间的延长,厚壁菌门的相对丰度逐渐增大,而变形菌门、拟杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度逐渐降低.此外,基于FAPROTAX功能预测分析发现,F-53B胁迫下微生物表现出更低的氮(N)代谢潜力和更高的化能异养和发酵能力.冗余分析(RDA)表明,厚壁菌门主要受F-53B的正向影响,并与TN和NH_(4)^(+)-N呈正相关;而变形菌门受F-53B的负向影响,并与COD、TP和PO_(4)^(3-)-P呈正相关.揭示了新型氟化物—F-53B对污水厌氧处理系统的胁迫机制.

关键词：氯化多氟醚磺酸盐(F-53B) 污水厌氧处理微生物群落功能预测

Numerical Investigation of Inlet Distortion on an Axial Flow Compressor Rotor with Circumferential Groove Casing Treatment

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Chinese Journal of Aeronautics 2008年第6期21卷 496-505页

作者： huang Jian wu hu School of Power and Energy Northwestern Polytechnieal University Xi' an 710072 China

On the base of an assumed steady inlet circumferential total pressure distortion, three-dimensional time-dependent numerical simulations are conducted on an axial flow subsonic compressor rotor. The performances and flow fields of a compressor rotor, either casing treated or untreated, are investigated in detail either with or without inlet pressure distortion. Results show that the circumferential groove casing treatment can expand the operating range of the compressor rotor either with or without inlet pressure distortion at the expense of a drop in peak isentropic efficiency. The casing treatment is capable of weakening or even removing the tip leakage vortex effectively either with or without inlet distortion. In clean inlet circumstances, the enhancement and forward movement of tip leakage vortex cause the untreated compressor rotor to stall. By contrast, with circumferential groove casing, the serious flow separation on the suction surface leads to aerodynamic stalling eventually. In the presence of inlet pressure distortion, the blade loading changes from passage to passage as the distorted inflow sector is traversed. Similar to the clean inlet circumstances, with a smooth wall casing, the enhancement and forward movement of tip leakage vortex are still the main factors which lead to the compressor rotor stalling eventually. When the rotor works trader near stall conditions, the blockage resulting from the tip leakage vortex in all the passages is very serious. Especially in several passages, flow-spillage is observed. Compared to the clean inlet circumstances, circumferential groove casing treatment can also eliminate the low energy zone in the outer end wall region effectively.

关键词： axial flow compressor inlet distortion casing treatment aerodynamic stability numerical simulation