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纹理感知联合颜色直方图特征的水下图像增强

光学精密工程 2024年第13期32卷 2112-2127页

作者：袁国铭刘海军李晓丽张瑞蕾单维锋防灾科技学院应急管理学院河北三河065201

基于深度学习的水下图像增强方法在视觉效果上表现出色,但已有的端到端网络较少针对水下场景中常见的颜色失真和纹理模糊来精心构建网络结构。为了提高网络的性能,提出了纹理感知联合颜色直方图特征的水下图像增强网络,它包含纹理感知网... 详细信息

基于深度学习的水下图像增强方法在视觉效果上表现出色,但已有的端到端网络较少针对水下场景中常见的颜色失真和纹理模糊来精心构建网络结构。为了提高网络的性能,提出了纹理感知联合颜色直方图特征的水下图像增强网络,它包含纹理感知网络,颜色直方图特征提取网络以及颜色纹理融合的水下图像增强网络。纹理感知网络的构建引入变形Transformer模块,该模块利用空间感知的变形卷积设计Transformer模块的多头注意力机制,有效地将变形卷积的几何感知能力与Transformer模块的全局语义捕获能力相结合来提取纹理特征。颜色直方图特征提取网络认为直方图中包含丰富的颜色信息,利用真实水下图像的直方图来监督该网络提取颜色特征。最后,利用所提的颜色纹理融合模块将前两个网络提取的纹理和颜色特征融合,并注入到后续的颜色纹理融合的水下图像增强网络中,以实施水下图像增强,该操作不但有效地保留了纹理结构,校正了失真的颜色,还使得纹理和颜色信息保存一致。实验结果表明,本文算法较已有的水下图像增强算法,具有更好的视觉增强效果,水下图像质量测量指标(Underwater Image Quality Metric,UIQM)提高10%,单张图像的运行时间缩短了9%,仅为0.051 s,满足工程实践中水下视觉增强任务要求。

关键词：图像增强多头注意力机制纹理感知卷积神经网络深度学习

Preparation of a high-performance synthetic pitch from aromatic hydrocarbons containing N/Cl

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新型炭材料（中英文） 2024年第4期39卷 655-667页

作者： ZHANG Yu-kun LIN Xiong-chao GAO Hong-feng XI Wen-shuai WANG Cai-hong WANG Yong-gang School of Chemical&Environmental Engineering China University of Mining and Technology(Beijing)Beijing 100083China

The preparation of a synthetic pitch from aromatic monomers could easily regulate structure orientation at the molecu-lar level,which would be useful in *** isotropic synthetic pitch was prepared by a chlorine-and/or nitrogen-induced sub-stitution polymerization reaction method using aromatic hydrocarbon precursors containing Cl and N,which for this study were chloromethyl naphthalene and *** method was verified by investigating the structural changes under different synthesis conditions,and the synthesis mechanism induced by aromatics containing Cl was also *** result shows that the pyridinic N in quinoline contains a lone pair of electrons,and is an effective active site to induce the polymerization reaction by coupling with aromatic hydrocarbons containing *** reaction between such free radicals causes strong homopolymerization and oligomeriza-tion.A higher reaction temperature and longer reaction time significantly increased the degree of polymerization and thus increased the softening point of the pitch.A linear molecular structure was formed by the Cl substitution reaction,which produced a highly spinnable pitch with a softening point of 258.6℃,and carbon fibers with a tensile strength of 1163.82 MPa were *** study provides a relatively simple and safe method for the preparation of high-quality spinnable pitch.

关键词： Quinoline 1-Chloromethyl-naphthalene Synthetic pitch Spinnability Carbon fiber

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飞机刹车诱导颤振稳定性分析与减振设计

振动工程学报 2024年第5期37卷 770-779页

作者：蒋伟张明尹乔之朱鑫胡晓航南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016 南京航空航天大学航空学院江苏南京210016

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际... 详细信息

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际工程应用价值出发,以机轮速度、液压系统等效阻尼、刹车盘面阻尼、盘面摩擦特性几类关键因素为控制变量,利用数值仿真与分岔理论等非线性分析手段研究了上述参数对系统稳定性的影响,并确定了使系统保持稳定的结构参数范围,方便对结构进行参数化快速分析设计。基于模型分析的结果,揭示了刹车振动产生的部分原因,从结构参数和刹车控制律两方面针对性的提出了对应的减振优化措施,进而形成了完整的飞机刹车诱导颤振的分析方法,为飞机制动器设计初期提供了理论参考依据。

关键词：刹车诱导振动非线性模型分岔理论稳定性分析减振措施

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基于新型虚单元法的超弹性材料变形研究

力学学报 2024年第9期56卷 2635-2645页

作者：徐兵兵彭帆长安大学理学院西安710064 汉诺威大学连续介质力学研究所德国汉诺威30823

虚单元法是一种先进的求解固体力学问题的数值方法,在过去10年间,该算法在线弹性问题中得到了较为广泛地开发和应用.文章尝试给出一种通用的高阶虚单元法格式,可用于计算超弹性问题以及更普遍的非线性问题.与传统求解力学问题的虚单元... 详细信息

虚单元法是一种先进的求解固体力学问题的数值方法,在过去10年间,该算法在线弹性问题中得到了较为广泛地开发和应用.文章尝试给出一种通用的高阶虚单元法格式,可用于计算超弹性问题以及更普遍的非线性问题.与传统求解力学问题的虚单元法的思想不同,其主要思想是对泊松方程求解映射算子,并将该映射算子直接用于位移场的近似,从而可求解众多非线性力学问题.由于采用了标量场的映射算子来近似矢量场,因此该算法格式简单,并且可以轻易扩展到高阶格式或者三维问题求解.将从泊松方程出发,介绍虚单元法中椭圆映射算子的计算方法,在此基础上,详细推导虚单元法在求解超弹性问题时的具体格式,并给出切线刚度矩阵的计算方法.最后,给出了几个典型的超弹性数值算例,从而证明该虚单元法格式的有效性.

关键词：虚单元法超弹性映射算子几何非线性

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不完备数据下的聚酯熔体特性黏度预测方法

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 534-544页

作者：毕金茂张朋张洁赵春财崔利东华大学机械工程学院上海201620 东华大学人工智能研究院上海201620 新凤鸣集团湖州中石科技有限公司浙江湖州313000

特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性... 详细信息

特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性黏度预测方法.针对聚酯熔体极端生产环境造成的数据不完备问题,设计了以卷积神经网络判别器和注意力长短期记忆神经网络生成器为架构的缺失数据生成对抗网络(MDGAN),通过对抗生成机制实现了缺失数据的填充.针对聚酯熔体生产过程中高维冗余和时序双向因果特性,设计了基于极端梯度提升双向门控循环单元(XGBoost-BiGRU)的特性黏度预测模型,通过极端梯度提升算法进行特征筛选,获取预测模型输入变量,再利用双向门控循环单元捕捉数据的时序双向因果关系,实现特性黏度的精准预测.浙江某聚酯纤维生产企业的实际数据测试结果表明,MDGAN算法在不同缺失率数据集下的填充精度均优于KNN、RF、MICE、GAIN数据填充算法,XGBoost-BiGRU特性黏度预测方法较STL-GPR、CAGRU、BiGRU算法优势显著,结合MDGAN的特性黏度预测方法能有效解决数据不完备下的聚酯熔体特性黏度预测问题.

关键词：特性黏度预测不完备数据生成对抗网络循环神经网络

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煤系沥青包覆再生石墨微观构造及电化学性能

煤炭学报 2024年第5期49卷 2507-2518页

作者：岳彦龙林雄超张玉坤高红凤张续春王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

石墨负极材料易在石墨层间与电解液发生共嵌入导致石墨层膨胀、粉化脱落,严重影响石墨负极材料的循环稳定性。利用沥青对石墨负极进行包覆,形成不定型碳层包覆的“核壳”结构,可减少石墨层的膨胀脱落,提高石墨负极材料的电化学性能。以... 详细信息

石墨负极材料易在石墨层间与电解液发生共嵌入导致石墨层膨胀、粉化脱落,严重影响石墨负极材料的循环稳定性。利用沥青对石墨负极进行包覆,形成不定型碳层包覆的“核壳”结构,可减少石墨层的膨胀脱落,提高石墨负极材料的电化学性能。以中温煤焦油沥青为原料,通过空气氧化和聚合交联制备得到高结焦值、高软化点的包覆沥青。通过液相包覆方法,考察了对再生石墨负极的包覆性能。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法分析了再生石墨包覆形貌与界面微观结构变化,并对材料电化学性能进行了测试。结果表明,沥青包覆可有效完善再生石墨微观构造。随着沥青包覆量的增加,石墨表面缺陷减少,比表面积和孔容降低;炭化后包覆界面形成不定型碳层,包覆界面无序度随沥青包覆量的增加而升高。不定型碳包覆层的形成显著提高了石墨负极性能,包覆12%沥青的再生石墨比容量达到450 mA·h/g,相比未包覆石墨提升140 mA·h/g;沥青包覆石墨负极首次库伦效率增加11.5%,并且循环稳定性获得改善;在5 A·h下比容量提高至285 mA·h/g,相比未包覆再生石墨提高242.8 mA·h/g,倍率性能突出。

关键词：包覆沥青 “核壳”结构氧化交联液相包覆再生石墨

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碎石土路基填料压实及渗透特性

工程科学学报 2024年第5期46卷 918-926页

作者：李慎刚石云方刘晋宁蒋琛东北大学资源与土木工程学院沈阳110891

为揭示碎石土路基填料在压实及渗透过程中的颗粒破碎、流失规律,对不同含石量及含水率的碎石土试样进行击实及击实后的渗透试验.结果表明:对于碎石为硬岩、细颗粒为砂类土的碎石土试样,在碎石质量分数(简称含石量)为60%时达到最大干密度... 详细信息

为揭示碎石土路基填料在压实及渗透过程中的颗粒破碎、流失规律,对不同含石量及含水率的碎石土试样进行击实及击实后的渗透试验.结果表明:对于碎石为硬岩、细颗粒为砂类土的碎石土试样,在碎石质量分数(简称含石量)为60%时达到最大干密度;击实破碎前后的粒径分布具有良好的分形特征,分形维数D与干密度呈现正相关,破碎最优分形维数区间粗颗粒为2.23~2.25、细颗粒为2.43~2.45;建立了分形维数D与含石量和含水率的关系式可以对分形维数D进行预测并进一步估计压实效果;破碎率B_(g)与分形维数D也有良好的线性关系,含石量不超过60%时,粗、细颗粒的分形维数D均随颗粒破碎率B_(g)的增加而增加;渗透侵蚀对分形维数D的影响受含石量的影响较大,60%含石量时,分形维数差值随含水率的增大先减小后增大,与渗透系数的变化趋势相同.含石量和含水率是影响颗粒破碎、流失的两个重要因素,但相对于含水率而言,含石量对颗粒破碎、流失的影响更加显著,分形维数D与各配比试样的击实、渗透试验结果的相关性良好,能够较好地反映碎石土试样的压实及渗透特性,可进一步揭示碎石土路基的压实机理,也可为路基工程施工提供参考.

关键词：碎石土击实试验颗粒破碎分形维数渗透侵蚀

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空地网络资源分配与无人机基站动态部署算法

西安交通大学学报 2024年第3期58卷 172-182页

作者：张尚伟和思梦西北工业大学网络空间安全学院西安710072

为解决空地网络中地面设备数量变化引起的用户体验质量无法满足的问题,提出了一种智能网络资源分配与多无人机基站动态部署方案。首先,考虑用户体验质量和无人机、地面设备能量约束,以最小化系统总能耗为目标进行问题建模;其次,将多无... 详细信息

为解决空地网络中地面设备数量变化引起的用户体验质量无法满足的问题,提出了一种智能网络资源分配与多无人机基站动态部署方案。首先,考虑用户体验质量和无人机、地面设备能量约束,以最小化系统总能耗为目标进行问题建模;其次,将多无人机的动态部署问题转化成具有连续动作集的马尔可夫决策过程,并根据优化目标设计了基于能耗惩罚的奖励函数;然后,采用基于确定性策略梯度的深度强化学习算法求解此问题;最后,通过仿真和对比实验验证所提方案的有效性和优越性。实验结果表明:对于海量用户场景,所提算法比深度强化学习和演员-评论家算法有更好的收敛性和更高的累积奖励,与单无人机和传统地面基站部署方案相比,所提方案系统的能耗降低约30%~40%,用户服务质量满意度提升约50%~60%。

关键词：无人机资源分配动态部署强化学习算法

NbMoWTa-Al_(2)O_(3)固体润滑复合材料的宽温域摩擦磨损性能

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 111-124页

作者：裴旭辉杜银王瀚铭胡明川王海丰西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心西安710072

通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料。系统研究了纳米Al_(2)O_(3)作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响。结果表明:纳米Al_(2)O_(3)颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa... 详细信息

通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料。系统研究了纳米Al_(2)O_(3)作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响。结果表明:纳米Al_(2)O_(3)颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa难熔高熵合金基体相晶界和晶内均匀分散,强烈的弥散强化显著提升了NbMoWTa的显微硬度。纳米Al_(2)O_(3)颗粒在室温至800℃范围内降低摩擦因数和磨损方面有显著作用。室温下,由于复合材料的显微硬度显著提升,添加足量的纳米Al_(2)O_(3)实现了复合材料耐磨性的提升。在中高温下,复合材料表面形成的连续致密氧化摩擦层对提升摩擦学性能起着关键作用。纳米Al_(2)O_(3)颗粒协助氧化摩擦层承载更大的载荷,提高其致密性及稳定性,从而更有效地保护基体。此外,在800℃下纳米Al_(2)O_(3)颗粒的存在能够抑制MoO_(3)的过度挥发。

关键词：难熔高熵合金固体润滑复合材料氧化摩擦层纳米Al_(2)O_(3)