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基于Amdahl定律的异构多核密码处理器能效模型研究

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电子学报 2024年第3期52卷 849-862页

作者：李伟郎俊豪陈韬南龙梅战略支援部队信息工程大学河南郑州450000

边缘计算安全的资源受限特征及各种新型密码技术的应用,对多核密码处理器的高能效、异构性提出需求,但当前尚缺乏相关的异构多核能效模型研究.本文基于扩展Amdahl定律,引入密码串并特征、异构多核结构、数据准备时间、动态电压频率调节... 详细信息

边缘计算安全的资源受限特征及各种新型密码技术的应用,对多核密码处理器的高能效、异构性提出需求,但当前尚缺乏相关的异构多核能效模型研究.本文基于扩展Amdahl定律,引入密码串并特征、异构多核结构、数据准备时间、动态电压频率调节等因素,将核划分空闲、活跃状态,建立异构多核密码处理器的能效模型.MATLAB仿真结果表明,数据准备时间占比小于10%时,对能效的负面影响大幅下降;固定电压,频率缩放会影响能效值大小;处理器核空闲/活跃能耗比例越小,能效值越大.架构上,固定异构核,同构核数量与密码任务最大并行度相等时能效值最大,最佳异构核数可由模型变化参数仿真得到;多任务调度执行上,流水与并发执行有利于能效值的进一步提升.多核密码处理器芯片板级测试结果表明,仿真结果与实测数据相关系数接近1,芯片实测的数据准备时间、电压频率缩放等因素的影响与仿真分析基本一致,验证了所提能效模型的有效性.该文重点从影响能效变化趋势因素上,为多核密码处理器异构、高能效设计提供一定的理论分析基础与建议.

关键词：密码处理器多核处理器异构 Amdahl定律能效模型

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渗碳工艺对18CrNiMo7-6合金钢缺口件疲劳性能的影响

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材料导报 2024年第2期38卷 200-206页

作者：秦盛伟邸黎寅王连翔张承昊郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

为分析渗碳工艺对18CrNiMo7-6缺口构件疲劳性能的影响,对应力集中系数Kt=1.86的缺口试样进行渗碳热处理并测定其旋转弯曲疲劳性能,同时对试样表层组织、硬度以及应力场进行了表征。结果表明,渗碳热处理可以明显提升试样表面硬度并引入... 详细信息

为分析渗碳工艺对18CrNiMo7-6缺口构件疲劳性能的影响,对应力集中系数Kt=1.86的缺口试样进行渗碳热处理并测定其旋转弯曲疲劳性能,同时对试样表层组织、硬度以及应力场进行了表征。结果表明,渗碳热处理可以明显提升试样表面硬度并引入残余压应力,并且可以显著提升缺口试样的疲劳性能,相较于未渗碳试样疲劳极限提升超过100%;随着有效硬化层深度的增加,缺口试样的疲劳极限均呈现先增后减的趋势。未渗碳试样和渗碳试样的疲劳源均在缺口根部表面处,且均为多源断裂。疲劳过程中渗碳试样表面残余奥氏体在循环应力作用下诱导马氏体相变,其转变量存在一个临界值。

关键词： 18CrNiMo7-6合金钢应力集中渗碳热处理工艺高周疲劳性能

济阳坳陷古近系沙三下—沙四上亚段咸化湖盆证据及页岩油气地质意义

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 27-36页

作者：王勇中国石化胜利油田公司勘探开发研究院山东东营257015 页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室山东东营257015

济阳坳陷是渤海湾盆地常规油气最为富集的坳陷之一,也是页岩油获得全面战略性勘探突破的坳陷,古近系沙河街组发育沙三下亚段、沙四上亚段2套主力烃源岩,其沉积环境颇受争议。利用页岩系统取芯井岩石学、元素地球化学、同位素和包裹体等... 详细信息

济阳坳陷是渤海湾盆地常规油气最为富集的坳陷之一,也是页岩油获得全面战略性勘探突破的坳陷,古近系沙河街组发育沙三下亚段、沙四上亚段2套主力烃源岩,其沉积环境颇受争议。利用页岩系统取芯井岩石学、元素地球化学、同位素和包裹体等资料对页岩沉积环境进行系统研究。结果表明:古近系沙三下—沙四上亚段页岩为气候控制下的咸化湖盆的产物,主要发育富碳酸盐纹层状岩相,碳酸盐矿物质量分数高,多呈纹层状、透镜状产出,平均质量分数为43%,背散射扫描电镜下部分页岩样品发现NaCl、BaSO_(4)和SrSO_(4)典型的咸化湖盆标志性矿物,页岩沉积期水体盐度相对较高;水体环境的w(Sr)/w(Ba)大于1,Sr元素质量分数大于500μg/g,B元素质量分数大于75×10^(-6),相当硼质量分数主要分布在300×10^(-6)~700×10^(-6),均显示为咸化环境;页岩w(^(87)Sr)/w(^(86)Sr)为0.710 7~0.712 4,明显高于同期海水的w(^(87)Sr)/w(^(86)Sr),结合对应稀土元素Ce正异常特征,认为沉积期水体条件受控于盆地自身环境,与海侵没有必然联系;碳酸盐矿物δ^(18)O主要分布在-11‰~-3‰,δ^(13)C主要分布在0~6‰,δ^(18)O、δ^(13)C均偏大,与沉积期湖盆气候相对干旱、湖水蒸发作用增强有关;页岩中检测到气液两相原生盐水包裹体均一化温度范围在32.5~45.3℃,对应盐度范围为19.21%~27.78%,成岩早期地层流体盐度较高;气候控制下的咸水环境为富碳酸盐页岩形成提供条件,奠定济阳坳陷古近系沙三下—沙四上亚段页岩油富集高产的基础。

关键词：济阳坳陷常规油气页岩油咸化湖盆富碳酸盐纹层状岩相

基于新型相似日选取和VMD-NGO-BiGRU的短期光伏功率预测

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 68-80页

作者：王瑞张璐婷逯静河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

光伏功率预测在现代电力系统调度和运行中起着重要作用.针对光伏发电功率的多变性和复杂性,提出了一种基于新型相似日选取和北方苍鹰算法(Northern Goshawk Optimization,NGO)优化双向门控循环单元(Bidirectional Gated Recurrent Unit,... 详细信息

光伏功率预测在现代电力系统调度和运行中起着重要作用.针对光伏发电功率的多变性和复杂性,提出了一种基于新型相似日选取和北方苍鹰算法(Northern Goshawk Optimization,NGO)优化双向门控循环单元(Bidirectional Gated Recurrent Unit,BiGRU)的短期光伏功率预测方法.首先,利用斯皮尔曼相关系数选取主要气象因子,通过变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)将原始光伏功率和最大气象因子分解重构为一系列子信号.其次,通过构建新的评价指标筛选出相似日数据集,利用一组BiGRU建立以相似日子信号为网络输入的深度学习模型,并利用NGO对每个BiGRU网络的超参数进行有效优化.最后,对各子信号的预测结果进行综合,得到最终的光伏功率预测值.仿真结果表明,所提混合深度学习方法在预测精度和计算效率方面均优于其他方法.

关键词：光伏功率预测变分模态分解双向门控循环单元北方苍鹰算法

基于改进自适应协同控制方法的电力系统混沌控制

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 728-737页

作者：方洁张少辉江泳郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

针对4阶混沌电力系统,该文提出一种具有快速收敛特性的自适应协同控制方案。首先基于Lyapunov稳定性定理和全局快速收敛理论,设计了一种具有快速收敛特性的协同控制器,该控制器可使宏变量快速到达不变流形并可以得到平滑无抖振的控制输... 详细信息

针对4阶混沌电力系统,该文提出一种具有快速收敛特性的自适应协同控制方案。首先基于Lyapunov稳定性定理和全局快速收敛理论,设计了一种具有快速收敛特性的协同控制器,该控制器可使宏变量快速到达不变流形并可以得到平滑无抖振的控制输入,实现宏变量的精确收敛。然后将所设计的控制器应用于4阶电力系统的混沌控制中。由于电力系统中的能量过剩会引起混沌振荡,在控制回路中引入储能装置,通过控制储能装置吸收电力系统中多余的有功功率来抑制其混沌振荡。在此基础上通过设计自适应律,消除了控制器设计过程中出现的复杂项,增加了控制器的实用性。最后通过数值仿真,验证了该控制方案的有效性与优越性。

关键词： 4阶电力系统混沌振荡自适应协同控制储能装置快速收敛

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海洋电磁发射机可控源整流电路动态性能优化

电机与控制学报 2024年第7期28卷 168-177页

作者：陶海军张晨杰宋佳瑶赵蒙恩张国澎河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室河南焦作454003

海洋电磁发射机在非理想状况工作时母线会产生冲击电压,严重时损坏开关管和滤波电容,为此提出一种混合控制策略。首先,基于dq坐标系的前馈解耦控制策略分析海洋电磁发射机可控源整流电路的动态性能,其次,通过理论证明负载扰动和无功电... 详细信息

海洋电磁发射机在非理想状况工作时母线会产生冲击电压,严重时损坏开关管和滤波电容,为此提出一种混合控制策略。首先,基于dq坐标系的前馈解耦控制策略分析海洋电磁发射机可控源整流电路的动态性能,其次,通过理论证明负载扰动和无功电流iq≠0影响控制系统的动态性能,然后提出在dq电流解耦控制中引入瞬态直接电流思想的改进q轴混合控制方法,在dq电流解耦控制中引入负载电流前馈和无功电流iq≠0环节,改善了d轴电流id的响应速度,提高了控制系统的动态性能。最后,实验结果对比表明,混合控制方法在负载突变、直流侧电压给定值突变和船上柴油发电机电压跌落3种情况下,直流侧电压超调差最小,与最长调整时间相比减少了65%左右。

关键词：海洋电磁发射机可控源整流电路动态性能混合控制改进q轴瞬态直接电流

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BTA深孔加工镗杆的横向随机振动

振动与冲击 2024年第3期43卷 46-57页

作者：赵武张全斌李亚敏荆双喜河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003 新乡学院机电工程学院河南新乡453003

采用随机方法分析了蕴含轴向流动流体的BTA(boring and trepanning association)深孔镗杆在随机力下的横向随机动力行为。建模时考察了流固耦合镗杆承受的弯曲、拉伸和扭转变形;经Galerkin Method离散化处理,分析了BTA镗杆在有、无随机... 详细信息

采用随机方法分析了蕴含轴向流动流体的BTA(boring and trepanning association)深孔镗杆在随机力下的横向随机动力行为。建模时考察了流固耦合镗杆承受的弯曲、拉伸和扭转变形;经Galerkin Method离散化处理,分析了BTA镗杆在有、无随机激励两种情况的特征值和特征频率对振动特性的影响;利用响应方差最大值和谱密度解析了BTA镗杆横向振动的临界转速与临界失稳频率;明确了镗杆随转速、刚度、初始轴向总力和剪切模量等参数变化对系统振动特性的影响机制:镗杆转速变化对系统稳定性不再具有单调性,随BTA镗杆转速持续增加,系统可历经两次转速的临界失稳,相继出现二次失稳和二次稳定;增加系统等效刚度和等效剪切模量会促进工作过程的稳定,改变轴向力对工作过程稳定的影响不明显;并以随机振动物理试验信号的功率谱分析,验证了理论仿真结果与试验结果的一致性。该研究在一定程度上揭示了BTA深孔工艺系统运动状态的复杂性,这种研究模式为进一步分析在复杂状态下的运动演化提供了更多的可能。研究结论为更好地理解BTA深孔镗杆工作时的随机动力行为提供了依据,也为BTA深孔工艺过程的振动控制和参数优化奠定了理论基础。

关键词： BTA深孔镗杆横向振动随机振动特性特征值响应方差谱密度

基于声发射检测CSG材料损伤演变及裂纹识别

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建筑材料学报 2024年第6期27卷 565-572页

作者：黄虎刘赵涵邱庆明曹克磊郭利霞华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为了从细观角度揭示胶凝砂砾石(CSG)材料损伤演变机制和裂纹的分类演化规律,结合声发射测试技术,采用Geiger时差定位法、上升角-平均频率法和高斯混合模型,对CSG材料的裂纹类型进行识别.结果表明:CSG材料的破坏过程可分为原始裂纹闭合... 详细信息

为了从细观角度揭示胶凝砂砾石(CSG)材料损伤演变机制和裂纹的分类演化规律,结合声发射测试技术,采用Geiger时差定位法、上升角-平均频率法和高斯混合模型,对CSG材料的裂纹类型进行识别.结果表明:CSG材料的破坏过程可分为原始裂纹闭合、新生裂纹扩展、裂纹聚结和峰后破坏4个阶段;声发射事件的三维定位直观反映了裂纹萌生、扩展直至贯通的动态演化过程;通过裂纹类型识别,加载前期试件以剪切裂纹为主,后期拉伸裂纹占比增加,在临近破坏前,高水胶比时剪切裂纹与拉伸裂纹比约为2∶1,低水胶比时约为1∶1.

关键词：胶凝砂砾石材料声发射时空演化高斯混合模型裂纹类型

软弱破碎围岩锚固孔树脂锚固剂流失对锚固性能影响研究

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中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 483-496页

作者：付孟雄黄帅帅刘少伟贺德印张建英郭重托河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 伊犁永宁煤业化工有限公司新疆伊宁844500

树脂锚固剂作为锚杆与围岩的重要黏结剂,在锚固剂搅拌时软弱破碎围岩锚固孔壁裂隙可能会造成树脂锚固剂流失,影响锚固性能.因此,本文首先开展了基于3D打印高透光锚固孔裂隙模型的树脂锚固剂流失可视化试验,然后采用理论分析、数值模拟... 详细信息

树脂锚固剂作为锚杆与围岩的重要黏结剂,在锚固剂搅拌时软弱破碎围岩锚固孔壁裂隙可能会造成树脂锚固剂流失,影响锚固性能.因此,本文首先开展了基于3D打印高透光锚固孔裂隙模型的树脂锚固剂流失可视化试验,然后采用理论分析、数值模拟及实验室试验方法分析了树脂锚固剂流失对锚固性能的影响.结果表明:树脂与固化剂在锚杆运动作用下会快速向锚固孔壁裂隙流动,并在裂隙内部形成固化结构,使锚固长度缩短,系统的锚固性能随着裂隙数量、张开度、倾角及树脂锚固剂流入深度的增加而降低.围岩注浆改性、增加树脂锚固剂药卷数量以及锚固孔扩孔技术可削弱锚固剂流失带来的影响,提出了树脂锚固剂流失条件下锚固剂药卷用量计算表达式.本文可为软弱破碎围岩控制与锚固质量提升方法研究提供一定参考.

关键词：锚杆支护软弱破碎围岩孔壁裂隙树脂锚固剂流失锚固性能