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黏弹性介质包裹的液体腔内球状泡群耦合振动模型

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物理学报 2024年第15期73卷 90-98页

作者：左馨怡雷照康武耀蓉王成会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室西安710062

高强度超声可激发生物组织空化,软组织常被当作黏弹性介质,因此,黏弹性介质中气泡动力学行为研究可为超声生物治疗提供理论支持.为探索组织液内多气泡动力学影响,构建了球形液体腔内的球状泡团模型,考虑了液体腔外黏弹性介质的动力学效... 详细信息

高强度超声可激发生物组织空化,软组织常被当作黏弹性介质,因此,黏弹性介质中气泡动力学行为研究可为超声生物治疗提供理论支持.为探索组织液内多气泡动力学影响,构建了球形液体腔内的球状泡团模型,考虑了液体腔外黏弹性介质的动力学效应,得到了球状泡群内气泡耦合振动方程,并基于此分析了气泡的振动行为.结果表明,腔体以及泡群约束虽抑制了气泡振动,但在一定程度上还可以增强气泡的非线性振动特性.约束环境下气泡的非球形振动稳定性主要受驱动声波压力幅值和频率、气泡初始半径以及气泡数密度影响,而腔体半径的影响随驱动压力的增加而增强;存在最小不稳定驱动声压阈值,不同初始半径的气泡不稳定振动阈值压力不同且不稳定分布区主要分布在小于4μm的范围内;驱动频率增大,气泡振动不稳定区的声压阈值也随之增大,且不稳定区域有减小的趋势;随着气泡数密度的增加,气泡不稳定区域逐渐向无规则的斑图状分布,极易受到扰动发生不稳定振动而崩溃.高频声波激励下平衡半径大于4μm范围内气泡的惯性空化阈值受频率和气泡数密度的影响显著.

关键词：球状泡群液体腔空化气泡耦合振动

基于等效结构应力法的高强钢焊接结构低温主S-N曲线

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船舶力学 2024年第4期28卷 571-581页

作者：高杰鞠晓臣左照坤赵欣欣段梦兰中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所北京100055 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249

现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验... 详细信息

现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验对该方法进行了验证。在此基础上,结合大量的高强钢焊接结构试验结果,将温度敏感因子c引入到低温疲劳主S-N曲线的推导中,首次建立了基于低温金属焊接结构的主S-N曲线,并对文献中的疲劳S-N试验数据和ASME中的修正方法进行了对比和验证。结果表明,等效结构应力法能够较准确地计算出焊缝疲劳S-N曲线,推导出的金属焊接结构低温主S-N曲线与试验曲线吻合较好,能够满足低温地区工程要求,可为高强钢焊接结构在北极地区低温环境中的广泛应用提供理论指导。该方法可以为金属焊接结构的低温疲劳研究节省大量的成本,减少非标准试验操作造成的不必要的误差。这对北极海洋工程设备的设计、安全运行和疲劳评估具有重要意义。

关键词：等效结构应力法焊接结构低温主S-N曲线温度敏感系数

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桥塔结构火灾温度荷载模型及效应分析

长安大学学报（自然科学版） 2024年第4期44卷 66-76页

作者：王佐才郭战徐京海李阳辛宇合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 安徽省道路与桥梁检测工程研究中心安徽合肥230009 中国铁路上海局集团有限公司上海200071

为研究火灾对桥塔结构的影响,提出桥塔近火面的火灾温度荷载模型,并对全塔结构的火灾效应进行分析。以高345 m的钢-混组合桥塔作为研究对象,设定7种火灾场景,采用火灾动力学仿真软件(fire dynamics simulator, FDS)获取不同火灾场景下... 详细信息

为研究火灾对桥塔结构的影响,提出桥塔近火面的火灾温度荷载模型,并对全塔结构的火灾效应进行分析。以高345 m的钢-混组合桥塔作为研究对象,设定7种火灾场景,采用火灾动力学仿真软件(fire dynamics simulator, FDS)获取不同火灾场景下桥塔近火面的温度分布。基于距离和高度参数建立近火面火灾温度荷载模型公式。以温度荷载模型为输入,计算获得桥塔壁面内部的瞬态温度场,通过顺序耦合力场分析桥塔在火灾下的力学性能。研究结果表明:火源与塔面距离较近时,火焰会发生贴壁现象,近火面温度较高且温度沿着桥塔高度方向逐渐降低;火源与塔面距离较远时,近火面整体温度较低,桥塔倾斜使近火面的最高温度出现在火焰距离桥塔最近高度上;在桥塔厚度方向,温度沿着厚度方向迅速降低且温度上升起点逐渐滞后;不同火灾场景下桥塔的最大应力取决于近火面温度,应力集中在近火面温度较高的区域;随着火灾的发展,应力集中区域由高温区域逐渐向低温区域发展;近火面温度较低时,热膨胀效应会引起桥塔发生远离火源方向的侧向位移,而温度较高会导致近火面及其内部材料的承载能力大幅下降,侧向位移靠近火源方向发展;桥塔施工期间发生火灾引起的侧向位移较运营期间更小。

关键词：桥梁工程桥塔温度荷载模型火灾动力学火灾效应温度场

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基于迁移学习的风电机组叶片损伤检测与分析

太阳能学报 2024年第10期45卷 506-511页

作者：殷孝雎潘雪左雁斌关新沈阳工程学院新能源学院华能辽宁清洁能源有限责任公司

针对风电机组叶片损伤成因复杂、故障识别效率低、精度不足等问题，提出一种基于迁移学习改进的DenseNet网络（DenseNet-TL）的风电机组叶片损伤检测方法。建立DenseNet-TL数学模型，提升特征提取能力，在该模型下对风电机组叶片图像进... 详细信息

针对风电机组叶片损伤成因复杂、故障识别效率低、精度不足等问题，提出一种基于迁移学习改进的DenseNet网络（DenseNet-TL）的风电机组叶片损伤检测方法。建立DenseNet-TL数学模型，提升特征提取能力，在该模型下对风电机组叶片图像进行识别分析，以确定叶片的损伤状态。以某风场数据集进行离线训练和测试，结果表明：与AlexNet、ResNet模型进行对比，该模型可有效节省训练时间、提高模型的泛化能力，训练准确度平均值达到90%以上，验证了该方法的有效性和精确性。

关键词：迁移学习图像识别损伤检测风电机组叶片风电机组

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处理器性能波动检测的计时方法及评价指标

计算机学报 2024年第2期47卷 456-472页

作者：廖秋承左思成王一超林新华上海交通大学高性能计算中心上海200240

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临... 详细信息

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临两大难题.首先,现有工具难以检测微小的性能波动.为了准确检测纳秒级的处理器性能波动,计时方法需要具有很高的精度和灵敏度.然而,现有工具在真实应用中用于计时测量时,计时结果波动可达数万拍,难以检测处理器性能波动.其次,现有方法难以客观评价不同工具的性能波动检测能力,缺乏量化评价指标.一次性能波动检测包含大量计时结果,其分布可能受性能波动和计时波动的共同影响.然而,现有方法无法评价这些测量结果是否真实反映了性能波动的特征.为解决第一个问题,本文对PAPI在不同缓存状态下的计时波动进行了测量和原因分析.随后,基于x86和Armv8指令集的内存屏障和序列化指令,设计了序列化屏障计时方法,用以抑制计时波动.为解决第二个问题,本研究对计时波动进行建模,首次提出了跨平台的计时方法精度和灵敏度指标及评价方法,定量评估了计时方法对微小时间波动的测量能力,为性能波动的检测和判定提供了依据.实验表明,在英特尔Xeon 6248和华为鲲鹏920-6426处理器上,与PAPI相比,序列化屏障计时方法的精度提高了2.2~30.2倍,灵敏度提高了1.9~44.8倍,并且能够检测到纳秒级别的性能波动.

关键词：高性能计算处理器微架构性能波动性能分析性能评测

基于特征级与决策级融合的农作物叶片病害识别

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江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 286-294页

作者：王梓衡沈继锋左欣武小红孙俊江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 江苏科技大学计算机学院江苏镇江212003

针对单网络模型存在对数据产生学习偏好的缺陷,提出了一种基于多模型融合的农作物病害识别方法.该方法首先对4种主流卷积神经网络ResNet50、DenseNet121、Xception和MobileNetV2进行单模型性能评估,然后对这4种单模型分别进行特征级和... 详细信息

针对单网络模型存在对数据产生学习偏好的缺陷,提出了一种基于多模型融合的农作物病害识别方法.该方法首先对4种主流卷积神经网络ResNet50、DenseNet121、Xception和MobileNetV2进行单模型性能评估,然后对这4种单模型分别进行特征级和决策级多模型融合,最终输出识别结果.特征级融合方法分别对每个子网络的最后输出特征层进行平均化、最大值化和拼接压缩融合,实现异质特征的高效互补;而决策级融合方法分别对每个子网络的输出概率进行最大化和平均化融合,实现概率分布决策的高效联合.在农作物病害数据集PDR2018上的试验结果表明:特征级融合明显优于决策级融合和单模型方法,且拼接压缩特征融合方法具有最高的识别准确率,达到了98.44%.此外该模型在PlantDoc数据子集和实际拍摄图像的跨库试验结果同样表明:特征融合方法比单模型方法具有更好的精度和泛化性能.

关键词：农作物病害特征级融合决策级融合卷积神经网络泛化性能

单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺电磁屏蔽薄膜的制备与性能

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物理学报 2024年第17期73卷 277-284页

作者：王天赐夏乾善黄信佐王永正刘斌张晋通黎涛哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所济南250023

在实际应用中,柔性、轻质、高性能是聚合物基电磁屏蔽材料应具备的特点.目前,制备兼具优异电导率、电磁屏蔽性能和力学性能的聚合物基电磁屏蔽材料仍然是一个巨大挑战.因此,本工作以单壁碳纳米管和聚醚酰亚胺为原料,通过静电纺丝和真空... 详细信息

在实际应用中,柔性、轻质、高性能是聚合物基电磁屏蔽材料应具备的特点.目前,制备兼具优异电导率、电磁屏蔽性能和力学性能的聚合物基电磁屏蔽材料仍然是一个巨大挑战.因此,本工作以单壁碳纳米管和聚醚酰亚胺为原料,通过静电纺丝和真空辅助过滤的方法制备了单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺复合薄膜.通过调控单壁碳纳米管的面密度,复合薄膜的电导率可以提升至1866 S/cm.对于电磁屏蔽性能,单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺复合薄膜在Ku波段(12-18 GHz)的总电磁屏蔽效能为75.78-81.83 dB,高于纯单壁碳纳米管薄膜的电磁屏蔽效能(65.19-69.81 dB).由于聚醚酰亚胺纤维和单壁碳纳米管之间形成了界面,在一定的单壁碳纳米管面密度范围内,界面越多,消耗的电磁波能量越多.对于力学性能,单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺薄膜的最大拉伸强度和断裂伸长率分别为28.52 MPa和7.91%,是单壁碳纳米管薄膜的1.13倍和1.5倍,随着单壁碳纳米管面密度的增大,单壁碳纳米管之间的相互作用以及聚醚酰亚胺纤维和单壁碳纳米管在界面处的相互作用对复合薄膜的力学性能起到了一定的增强作用.单壁碳纳米管/聚醚酰亚胺复合薄膜作为一种优异的聚合物基电磁屏蔽复合材料,可用于如精密电子仪器的防护和可穿戴电子设备等领域.

关键词：单壁碳纳米管聚醚酰亚胺静电纺丝电磁屏蔽

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高原隧道裂缝病害智能识别及评价技术

黑龙江交通科技 2024年第5期47卷 115-120页

作者：左迪王鑫赵丹天水师范学院甘肃天水741000

恶劣地质环境下的川藏铁路高原隧道存在高地应力、高地温、高水压等复杂干扰因素,为实现高原隧道裂缝病害的高效准确定位与评价,提出了基于深度学习的隧道裂缝智能识别及评价方法。首先,通过Mask算法和CLAHE算法对高原隧道裂缝图像预处... 详细信息

恶劣地质环境下的川藏铁路高原隧道存在高地应力、高地温、高水压等复杂干扰因素,为实现高原隧道裂缝病害的高效准确定位与评价,提出了基于深度学习的隧道裂缝智能识别及评价方法。首先,通过Mask算法和CLAHE算法对高原隧道裂缝图像预处理;其次,开展基于改进YOLOv5目标检测算法的裂缝定位识别与基于ATT-Unet语义分割算法的裂缝像素分割;再次,通过提取裂缝形态特征信息,采用优化后的最短距离法定量计算裂缝的宽度与长度;最后,建立和扩容不同破坏程度的多场景隧道裂缝图像数据集,进而构建深度学习模型评价体系。依托实际高原隧道工程进行检测对比试验,该智能识别及评价技术的裂缝查准率可达86%,查全率可达96%,调和平均F1值可达91%,交并比可达84%,验证了在高原复杂因素干扰下技术的有效性与可靠性,满足高原隧道检测实时性和准确性的要求。

关键词：隧道裂缝目标检测语义分割深度学习

探究二语习得理论在大学生口语交际能力培养中的应用研究

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语言与文化研究

语言与文化研究 2024年第5期32卷 127-130页

作者：左欣青岛黄海学院青岛266555

在当今全球化的时代,有效提升大学生的英语口语交际能力成为当前培养时代新人的关键要素之一,因此,提高大学生的英语口语交际能力至关重要。目前,大学生的口语存在语调不自然、词汇量缺乏、心理恐惧因素等问题。本研究旨在通过对二语习... 详细信息

在当今全球化的时代,有效提升大学生的英语口语交际能力成为当前培养时代新人的关键要素之一,因此,提高大学生的英语口语交际能力至关重要。目前,大学生的口语存在语调不自然、词汇量缺乏、心理恐惧因素等问题。本研究旨在通过对二语习得理论在口语交际能力培养中的应用进行探讨,注重学生的语言输出和交际实践,以期为大学生口语教学提供更具有针对性的思路和方法,力求为当前的口语教学实践提供有益的借鉴和启示。

关键词：二语习得英语口语大学英语口语教学