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高性能异构加速器MiniGo算子优化方法

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 131-140页

作者：乔鹏贺周雨李荣春姜晶菲国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学并行与分布计算全国重点实验室湖南长沙410073

根据高性能异构加速器的特性和MiniGo的训练模式提出了一种高效的并行计算方法。对片上计算资源进行合理规划,实现异构设备之间的流水并行优化;根据异构设备间存在共享存储段设计了共享内存编码模式,减少数据传输开销;根据数字信号处理... 详细信息

根据高性能异构加速器的特性和MiniGo的训练模式提出了一种高效的并行计算方法。对片上计算资源进行合理规划,实现异构设备之间的流水并行优化;根据异构设备间存在共享存储段设计了共享内存编码模式,减少数据传输开销;根据数字信号处理簇内具有多计算资源的特点结合算子计算-访存特性设计了不同的算子并行计算优化策略。同时,面向TensorFlow实现了一个易于使用的高性能计算库。实验结果显示,该方法实现了典型算子的多核并行计算。相对于单核,卷积算子加速比为24.69。相较于裁剪版8核FT2000+CPU,该方法训练和自博弈执行速度加速比分别为3.83和1.5。

关键词：异构计算算子优化卷积神经网络强化学习

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玄武岩纤维改良土应变速率效应试验研究

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 850-859页

作者：牛巍崴刘建坤郑媛媛任志凤中山大学土木工程学院广东广州510275 沈阳工学院能源与水利学院辽宁沈阳113122 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室广东广州510275

为深入研究不同加载速率对玄武岩纤维改良土力学性质的影响,以掺入0.25%、0.5%和0.75%玄武岩纤维的青藏高原粉质黏土为研究对象,对改良土进行不同围压、不同应变速率下的不固结不排水三轴试验,分析在不同的纤维掺量、不同的应变速率下... 详细信息

为深入研究不同加载速率对玄武岩纤维改良土力学性质的影响,以掺入0.25%、0.5%和0.75%玄武岩纤维的青藏高原粉质黏土为研究对象,对改良土进行不同围压、不同应变速率下的不固结不排水三轴试验,分析在不同的纤维掺量、不同的应变速率下改良土的应力-应变关系、破坏强度及抗剪强度指标的变化规律.研究结果表明:改良土的应变速率效应与土骨架自身的黏滞性和固结程度等因素有关;改良土在不同围压和加载速率下,其应力-应变关系均呈应变硬化特性;破坏强度和抗剪强度随加载速率的增加并不是呈现单调增大趋势,而是存在明显的临界点;纤维含量越高,应变速率对破坏强度的影响程度越显著.综上分析得出应变速率对改良土各力学参数的影响规律,可为今后工程应用提供技术参考.

关键词：路基工程应变速率玄武岩纤维改良土三轴试验抗剪强度应力-应变曲线

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三次谐波显微成像在肿瘤诊断中的应用进展

中国激光 2024年第3期51卷 1-12页

作者：薄启宇吴宇辰邱斯奇张志清南开大学现代光学研究所天津300350 应用光学国家重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 汕头市中心医院乳腺疾病诊疗中心广东汕头515041 汕头市中心医院临床医学研究中心广东汕头515041

三次谐波源于强脉冲激光照射样品时产生的三倍频光响应,可对生物组织实现无标记、亚细胞量级分辨率、近乎实时的成像。通过与二次谐波信号和双/三光子荧光信号相结合,三次谐波显微成像可在肿瘤术中揭示肿瘤组织的典型病理特征信息,比如... 详细信息

三次谐波源于强脉冲激光照射样品时产生的三倍频光响应,可对生物组织实现无标记、亚细胞量级分辨率、近乎实时的成像。通过与二次谐波信号和双/三光子荧光信号相结合,三次谐波显微成像可在肿瘤术中揭示肿瘤组织的典型病理特征信息,比如细胞增生与血管增生等,从而为医生判断肿瘤边界进而做出肿瘤组织彻底切除与否的决策提供实时帮助。本文阐述了三次谐波显微成像的基本原理,讨论了它在肿瘤术中诊断方面的应用,探讨了基于三次谐波的小型化便携术中诊断仪器,并总结了三次谐波内窥成像的发展现状,这些内容的讨论有望推动三次谐波成像技术的临床化。

关键词：医用光学三次谐波成像无标记成像肿瘤诊断小型化内窥成像

AlSi10Mg多孔结构在不同加载应变率下的损伤模式及响应机制

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金属学报 2024年第7期60卷 857-868页

作者：蔡宣明张伟范志强高玉波王俊元张柱军中北大学航空宇航学院太原030051 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150080 中北大学机械工程学院太原030051 65589部队91分队大庆163411

为探明AlSi10Mg多孔结构在不同加载应变率条件下的承载能力、破坏模式及破坏机理,展开了一系列实验研究、理论分析和数值模拟。通过实验研究明确了该AlSi10Mg多孔结构的损伤破坏模式主要表现为损伤断裂和剪切破坏,且其力学行为对加载应... 详细信息

为探明AlSi10Mg多孔结构在不同加载应变率条件下的承载能力、破坏模式及破坏机理,展开了一系列实验研究、理论分析和数值模拟。通过实验研究明确了该AlSi10Mg多孔结构的损伤破坏模式主要表现为损伤断裂和剪切破坏,且其力学行为对加载应变率不敏感。结合结构损伤分析和高精度数值模拟研究,发现AlSi10Mg多孔结构在轴向压缩载荷作用下沿斜截面相对错动而发生剪切破坏,这一失效模式是导致其结构发生断裂破坏的最直接原因。结合实验研究和理论分析表明,当AlSi10Mg多孔结构应变小于10%时,其在低应变率和中应变率下的吸能特性十分接近;当结构应变大于10%时,其在中应变率下的吸能特性略高于低应变率加载时。在不同高应变率(378~1639 s^(-1))加载条件下,该AlSi10Mg多孔结构吸能特性十分接近。

关键词：多孔结构选区激光熔化力学行为能量吸收剪切失效

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基于图优化参数辨识的船体变形测量方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 247-253页

作者：徐东生张霄力何荧彭侠夫宋凝芳厦门大学航空航天学院福建厦门361005 北京理工大学自动化学院北京100081 江南机电设计研究所贵州贵阳550009 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

针对船体变形惯性匹配测量中模型参数准确性影响测量精度的问题,本文提出了一种基于图优化的船体变形模型参数辨识方法并应用于惯性匹配测量。通过分析船体变形模型预设参数对惯性匹配测量的Kalman滤波影响,得到参数对惯性匹配精度的影... 详细信息

针对船体变形惯性匹配测量中模型参数准确性影响测量精度的问题,本文提出了一种基于图优化的船体变形模型参数辨识方法并应用于惯性匹配测量。通过分析船体变形模型预设参数对惯性匹配测量的Kalman滤波影响,得到参数对惯性匹配精度的影响机制;利用船体变形历史数据,结合待辨识的船体变形模型参数组成图优化超图,建立船体变形参数辨识的图优化模型,实现船体变形惯性匹配预设模型参数的辨识,最后将参数辨识结果代入惯性匹配方程以完成准确测量。仿真实验验证了该方法可以有效地完成船体变形参数辨识,保障船体变形惯性匹配测量的准确度。

关键词：船体变形惯性匹配测量预设参数 Kalman滤波图优化超图参数辨识准确测量

轻骨料水泥基多功能吸波材料的制备及有限元分析

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材料导报 2024年第5期38卷 84-90页

作者：吴子豪苏荣华马超解帅冀志江王英翔王静中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 军事科学院国防工程研究院北京100850

为分析轻骨料种类及粒径对吸波材料性能的影响,采用五种从微米级至毫米级粒径的轻骨料制备了轻质水泥基吸波材料,测试其电磁参数和反射损耗(RL),采用有限元分析方法构建了二维截面模型,模拟吸波材料内部电磁场分布情况,并测试了吸波材... 详细信息

为分析轻骨料种类及粒径对吸波材料性能的影响,采用五种从微米级至毫米级粒径的轻骨料制备了轻质水泥基吸波材料,测试其电磁参数和反射损耗(RL),采用有限元分析方法构建了二维截面模型,模拟吸波材料内部电磁场分布情况,并测试了吸波材料的力学性能和导热系数。结果表明,增加轻骨料掺量和增大粒径可改善水泥基材料的阻抗匹配性能,提升平均RL,拓宽有效吸波频宽,吸收峰向高频移动。20 mm厚度时,吸波材料在低频1.2 GHz处最优RL为-29.1 dB,在较高频5.9 GHz处最优RL为-20.9 dB,有效吸波频宽最宽可达14.49 GHz。有限元模拟结果表明,轻骨料可改变电磁波传输方向,增加电磁波损耗途径,相邻骨料之间可产生较强损耗,其次是在骨料内部产生损耗,这为骨料种类、粒径选择与轻质吸波材料设计提供理论基础。增大轻骨料粒径会降低吸波材料的密度、力学强度与导热系数,使其吸波效能更好,保温效果更优。

关键词：骨料粒径吸波材料反射损耗有限元分析力学性能导热系数

SSA-XGBoost与时空特征选取的大坝变形预测模型

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水力发电学报 2024年第1期43卷 84-98页

作者：张孟昕陈波刘伟琪漆一宁张明河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 江苏省泰州引江河管理处江苏泰州225300

针对目前部分单测点模型未考虑大坝监测数据空间关联性、难以描述大坝变形整体响应特性的问题,以及传统回归模型未考虑环境量与变形量的非线性关系导致预测精度较低的问题,本文提出了一种预测模型,包括对监测数据进行基于自适应噪声完... 详细信息

针对目前部分单测点模型未考虑大坝监测数据空间关联性、难以描述大坝变形整体响应特性的问题,以及传统回归模型未考虑环境量与变形量的非线性关系导致预测精度较低的问题,本文提出了一种预测模型,包括对监测数据进行基于自适应噪声完备集合经验模态分解-小波包降噪,结合弹性网络对考虑了空间关联性的变形效应量因子进行特征选取,辅以交叉验证特征因子的有效性,并使用麻雀搜索算法提高计算效率。基于锦屏一级拱坝实测变形数据,探究了考虑空间关联性的最优因子集,并通过对比多种模型的MSE、RMSE等参数验证了本文方法的有效性,在大坝变形性态分析中具有一定应用价值。

关键词：弹性网络麻雀搜索算法 XGBoost 时空多因子特征选取

大型铺管船托管架疲劳损伤实时监测应用与研究

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船舶力学 2024年第6期28卷 907-916页

作者：闫宏生陈森彪贾同宇陈永訢孟祥伟天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 海洋石油工程股份有限公司天津300461

托管架长期承受着交变载荷的作用,结构疲劳破坏问题不容忽视。为此,本文分别基于波浪谱和监测数据对托管架的疲劳问题进行研究。通过计算结果的对比分析,发现基于波浪谱的疲劳损伤计算,由于波浪荷载的随机性很强,导致计算结果偏于保守,... 详细信息

托管架长期承受着交变载荷的作用,结构疲劳破坏问题不容忽视。为此,本文分别基于波浪谱和监测数据对托管架的疲劳问题进行研究。通过计算结果的对比分析,发现基于波浪谱的疲劳损伤计算,由于波浪荷载的随机性很强,导致计算结果偏于保守,适用于设计阶段结构的疲劳寿命预报评估;而基于实时监测数据的疲劳损伤计算,数据相对更加准确,适用于实时评估结构当前的疲劳损伤情况,并依此提出适当的维修和保养建议。

关键词：托管架疲劳谱分析实时监测对比分析

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基于力柔顺性的航天对接半物理仿真

机器人 2024年第3期46卷 330-338页

作者：罗睿赵英杰金辉刘明洋贺云沈阳化工大学信息工程学院辽宁沈阳110136 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110169 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169

针对6自由度空间对接的半物理仿真中存在的动态响应慢、精度差等问题,提出了基于力柔顺性的串联机器人对接半物理仿真技术。采用重力补偿与导纳控制结合的方法,通过机器人与数学模型相结合的方式模拟真实柔顺对接运动,引入驱动延迟补偿... 详细信息

针对6自由度空间对接的半物理仿真中存在的动态响应慢、精度差等问题,提出了基于力柔顺性的串联机器人对接半物理仿真技术。采用重力补偿与导纳控制结合的方法,通过机器人与数学模型相结合的方式模拟真实柔顺对接运动,引入驱动延迟补偿来提高系统性能,满足精度高、自由度高、传感器融合好、动态响应快速等性能要求。实验结果表明,所提出的方法提高了机器人感知外部作用力的精确度,同时提高了力随动柔顺对接过程的动态响应速度与对接精度。

关键词：串联机器人半物理仿真重力补偿驱动延迟补偿导纳控制