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基于Transformer-LSTM网络的轴承寿命预测

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振动与冲击 2024年第6期43卷 320-328页

作者：张帆姚德臣姚圣卓杨建伟王琰亮魏明辉胡忠硕北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

轴承是旋转机械设备中的重要部件,由于工况、材质、加工方式等原因,轴承寿命时长相差许多。传统的并行或串行神经网络预测方式,对数据集有一定要求。因此,需要一种能够适用于不同数据长短的轴承剩余使用寿命预测网络。为此提出了一种能... 详细信息

轴承是旋转机械设备中的重要部件,由于工况、材质、加工方式等原因,轴承寿命时长相差许多。传统的并行或串行神经网络预测方式,对数据集有一定要求。因此,需要一种能够适用于不同数据长短的轴承剩余使用寿命预测网络。为此提出了一种能够预测不同寿命时长的Transformer-LSTM串并行神经网络预测模型。通过将Transformer解码层进行重构,并与长短期记忆时序神经网络(long short-term memory,LSTM)网络结构融合,实现轴承寿命数据的串并行预测处理。试验结果表明Transformer-LSTM神经网络能够精准预测长、中、短不同寿命时长的轴承失效时间,具有较强的模型泛化能力,提升轴承寿命预测精度与模型的泛化能力。

关键词：滚动轴承轴承寿命预测 Transformer神经网络 LSTM神经网络非线性时间序列预测

3种高温大曲功能特征与微生物群落结构差异性分析

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食品科学 2024年第21期45卷 166-175页

作者：梁二宏李金洋李微微朱华王昆张成楠梁鑫陈曦孙宝国李秀婷中国商业联合会酿酒微生物与酶分子工程重点实验室北京100048 老年营养与健康教育部重点实验室(北京工商大学) 北京100048 北京工商大学食品与健康学院北京100048 北京华都酿酒食品有限责任公司北京102212 北京体育大学运动人体科学学院北京100084

通过分析3种不同颜色(黑、黄、白)高温大曲理化指标、挥发性风味物质和微生物群落组成等,初步揭示3种大曲的品质差异性。理化指标结果显示黑曲的酸度、水分含量及酒化力较高,白曲的糖化力、发酵力、酯化力最高,黄曲的淀粉含量最高。风... 详细信息

通过分析3种不同颜色(黑、黄、白)高温大曲理化指标、挥发性风味物质和微生物群落组成等,初步揭示3种大曲的品质差异性。理化指标结果显示黑曲的酸度、水分含量及酒化力较高,白曲的糖化力、发酵力、酯化力最高,黄曲的淀粉含量最高。风味物质分析表明己酸乙酯、乙酸乙酯、苯乙醇、1-己醇、糠醛等风味物质在3种大曲中均存在明显差异。微生物群落结构分析发现,3种大曲中Bacillus、Scopulibacillus为主要优势细菌,Thermomyces、Thermoascus为主要真菌属。冗余分析表明Bacillus、Thermomyces与发酵力、酯化力、糖化力呈正相关。Spearman相关分析表明Scopulibacillus、Virgibacillus、Aspergillus与大多数关键的挥发性风味化合物显示出正相关。本研究系统探索不同颜色高温大曲的理化指标、挥发性风味物质和微生物群落组成等的功能特征与差异,解析高温大曲品质差异根源,为其在酱酒生产中的合理使用提供数据参考,对实现酿酒生产工艺的标准化具有重要价值。

关键词：高温大曲理化指标挥发性风味物质微生物群落组成

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基于电子顺磁共振谱的残磁测量应用及进展

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 22-28页

作者：张全哲邹升张红北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京量子信息科学研究院北京100193

电子顺磁共振类似于核磁共振,是一种基于电子磁矩在外磁场中的顺磁性及塞曼分裂的方法,该方法与物质中未成对电子和外磁场相联系,通过获取和分析物质的电子顺磁共振谱,能够得到物质的结构信息或环境的磁场信息,因此其常被用来分析物质... 详细信息

电子顺磁共振类似于核磁共振,是一种基于电子磁矩在外磁场中的顺磁性及塞曼分裂的方法,该方法与物质中未成对电子和外磁场相联系,通过获取和分析物质的电子顺磁共振谱,能够得到物质的结构信息或环境的磁场信息,因此其常被用来分析物质结构、探测磁场等。极弱磁场通常指nT或以下量级的磁场,目前一些科学研究的进行常常要求在极弱磁环境下进行,例如基础物理研究、心脑磁探测等,因此稳定可靠的磁屏蔽常被用来创建所需的极弱磁环境。磁屏蔽包括被动磁屏蔽和主动磁补偿,被动磁屏蔽指利用磁屏蔽室屏蔽外界磁场,其内部往往有一定量的残余磁场,因此为方便进一步主动磁补偿,探测屏蔽后的残余磁场是有必要的。目前屏蔽室内残余磁场的测量手段主要分为商用化磁强计测量和装置原位测量,商用化磁强计测量方法简单,但精度低、噪声大,且不利于小型化,利用装置原位测量能够减少噪声,是目前主要的研究方法。由于碱金属原子最外层含有一个未成对电子,其成为电子顺磁共振实验的理想样品。而随着激光和光泵技术的发展,利用法拉第旋光效应作为光学手段探测气体原子的电子顺磁共振谱已经成为了可能。通过测量碱金属原子气体的电子顺磁共振谱进行残余磁场的原位测量效果好、精度高,具有极大的应用前景。通常基于电子顺磁共振的残磁测量系统包括残磁环境和样品模块、光学探头模块、信号调制模块、环境监测模块以及信号收集与处理模块,核心是光学探头模块,决定了磁场测量的灵敏度。简要描述了电子顺磁共振技术的原理,以光泵磁力计为主介绍了基于该技术的典型磁力计和目前的发展,重点概述了基于电子顺磁共振谱的残磁测量系统、各个组成模块以及相关技术近年来的发展现状。

关键词：电子顺磁共振磁场传感磁屏蔽极弱磁环境

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磷脂分子调控畜禽肉品质研究进展

食品科学 2024年第8期45卷 303-311页

作者：张凯华臧明伍王守伟张哲奇李丹李笑曼郝蕊中国肉类食品综合研究中心北京食品科学研究院肉类加工技术北京市重点实验室北京100068 天津农学院动物科学与动物医学学院天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室天津300384

磷脂是一类结构复杂、功能多元的极性脂质分子,包括甘油磷脂和鞘磷脂2类。作为细胞膜的重要组成部分,磷脂分子参与生命体细胞信号传导、脂滴形成、细胞凋亡等多种生理活动,磷脂分子的代谢、水解及氧化赋予肉类食品独特的质地、风味和营... 详细信息

磷脂是一类结构复杂、功能多元的极性脂质分子,包括甘油磷脂和鞘磷脂2类。作为细胞膜的重要组成部分,磷脂分子参与生命体细胞信号传导、脂滴形成、细胞凋亡等多种生理活动,磷脂分子的代谢、水解及氧化赋予肉类食品独特的质地、风味和营养品质。磷脂分子的功能特性因其连接的极性基团和sn-1/sn-2位点脂肪酸种类不同而有所差异,脂质组学为磷脂分子结构确证与表征提供了强大技术支撑。本文介绍了肌内磷脂分子的结构与功能、检测及分析方法,重点综述了磷脂分子参与畜禽肉肌内脂肪沉积、调控宰后生鲜肉品质及加工肉制品品质的研究进展,以期为精准调控畜禽肉品质提供参考借鉴。

关键词：磷脂分子甘油磷脂鞘磷脂脂质组学肉品质

低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 159-165页

作者：田婧祝连庆姚霁峰宋言明张钰民北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低... 详细信息

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性。结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上。可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作。

关键词：光纤布拉格光栅金属化封装超声波焊接低损耗传感特性

不同“碳达峰”情景下火电行业环境效益预测及分析

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2236-2244,I0012页

作者：刘春景吕建燚徐卿金玉佳赵汶畅河北省电厂烟气多污染物控制重点实验室(华北电力大学环境科学与工程系) 河北省保定市071003

为了研究“碳达峰”目标下我国火电的环境效益,从我国“十四五”和2035年远景目标出发,基于Verhulst灰色模型建立环境效益目标预测模型,设置6种情景,达峰时间依次为2025—2030年;计算并分析不同情景下CO_(2)、SO_(2)、NO_(x)和颗粒物(pa... 详细信息

为了研究“碳达峰”目标下我国火电的环境效益,从我国“十四五”和2035年远景目标出发,基于Verhulst灰色模型建立环境效益目标预测模型,设置6种情景,达峰时间依次为2025—2030年;计算并分析不同情景下CO_(2)、SO_(2)、NO_(x)和颗粒物(particulate matter,PM)排放量和减排量。结果表明,所有情景中,2021年至达峰年,CO_(2)、SO_(2)、NO_(x)和PM的排放量逐渐上升,达峰后直到2035年快速下降。CO_(2)的减排量在2035年前出现正值的情景是2025年达峰和2026年达峰。2025年达峰时,2032—2035年的CO_(2)减排累积量为4.31亿t;2026年达峰时,2034年和2035年的CO_(2)减排累积量为0.77亿t。SO_(2)、NO_(x)和PM的减排量在2021~2035年都为正值。2025年达峰时,2021—2035年SO_(2)、NO_(x)和PM的减排累积量分别是1276.73、933.02和268.36万t,达峰年推迟将会导致2021—2035年SO_(2)、NO_(x)和PM的减排累积量逐渐减少。最后,根据研究结果提出了火电环境效益目标实现路径。

关键词：火力发电碳达峰二氧化碳大气污染物环境效益

基于金属纳米粒子的活性包装复合膜在生鲜食品保鲜领域的研究进展

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食品科学 2024年第12期45卷 340-348页

作者：司星雨刘帅张扬北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米... 详细信息

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米粒子与聚合物复合制得的复合膜能够抑制细菌的生长和代谢,减缓食品氧化过程,减少贮藏微环境中的有害成分,提高食品的安全性并延长保质期。金属纳米粒子/聚合物复合膜现已成为食品保鲜领域的研究热点。基于此,本文首先归纳总结了金属纳米粒子/聚合物复合膜的制备方法及特点;随后,从抗菌、抗氧化、清除乙烯、高阻隔性等方面综合分析了复合膜的保鲜机制,探讨了复合膜的传感功能及其生物安全性;最后,阐述了复合膜应用当前面临的挑战,并展望了未来发展的机遇,以期推动复合膜在生鲜食品包装领域的研究和应用。

关键词：生鲜食品金属纳米粒子活性包装复合膜保鲜机制应用

考虑箍筋与CFRP布相互作用的CFRP布加固RC梁受剪承载力细观研究

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 208-219页

作者：金浏张江兴李冬杜修力北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室北京100124

为揭示CFRP布加固RC梁剪切破坏机理,采用同时考虑混凝土材料细观非均质性、钢筋与混凝土相互作用、CFRP布与混凝土相互作用的数值模拟方法,建立CFRP布加固RC梁三维细观数值分析模型。分析了箍筋、CFRP布及其相互作用对梁剪切破坏的影响... 详细信息

为揭示CFRP布加固RC梁剪切破坏机理,采用同时考虑混凝土材料细观非均质性、钢筋与混凝土相互作用、CFRP布与混凝土相互作用的数值模拟方法,建立CFRP布加固RC梁三维细观数值分析模型。分析了箍筋、CFRP布及其相互作用对梁剪切破坏的影响,建立了CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式。研究表明:梁受剪承载力随配箍率(0%、0.2%、0.5%、0.8%)和配纤率(0%、0.066 8%、0.133 6%、0.267 2%)增大均有不同程度提高,但提高幅度随配箍率和配纤率增加而减小;箍筋应变和CFRP布应变均与主斜裂缝位置紧密相关,越靠近主斜裂缝位置的应变越大,且峰值应变随配箍率和配纤率增加而减小,当配纤率由0.066 8%增至0.267 2%时,CFRP布应变降低了45.9%,当配箍率由0.2%增至0.8%时,CFRP布应变减小了30.6%;箍筋和CFRP布之间存在不利相互作用,其对梁的剪切贡献不能简单叠加;建立的考虑配箍率、配纤率及其相互作用影响的CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式计算值与试验值的误差小于20%,较为准确合理,可用于预测CFRP布加固RC梁的受剪承载力。

关键词：钢筋混凝土梁配箍率 CFRP配纤率细观分析剪切性能

双有源桥型电力电子变压器电磁暂态实时低耗等效模型

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 195-206页

作者：高晨祥林丹颖韩林洁冯谟可许建中李彬彬新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

电力电子变压器(PET)是柔性直流配电网中电能变换的关键设备。受仿真资源限制,现有PET电磁暂态(EMT)实时仿真规模较小,无法满足大容量系统硬件在环测试与快速仿真需求。文中提出一种双有源桥(DAB)型PET实时低耗等效建模算法。首先,深入... 详细信息

电力电子变压器(PET)是柔性直流配电网中电能变换的关键设备。受仿真资源限制,现有PET电磁暂态(EMT)实时仿真规模较小,无法满足大容量系统硬件在环测试与快速仿真需求。文中提出一种双有源桥(DAB)型PET实时低耗等效建模算法。首先,深入挖掘了DAB高频链端口解耦模型的二值输入导纳特性,并从数值分析与物理意义两个层面进行了阐述。以此为基础,构建了具有N+1特性的PET高频链端口解耦模型。其次,提出了基于有限存储的低内存占用EMT解算方案、紧凑型低延时仿真框架、分组并行流水线计算硬件实现方案,降低了所提等效模型在实时仿真中对存储内存、计算时钟和硬件资源的需求。最后,在RT-LAB中完成了基于Verilog语言的250 ns实时低耗等效仿真模型开发,并进行了所建模型仿真精度和资源利用率测试。

关键词：电磁暂态实时仿真电力电子变压器双有源桥高频链端口解耦低资源消耗 RT-LAB