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恒温热源空间不可逆闭式简单燃气轮机循环功率优化

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1241-1247页

作者：王倓陈林根戈延林武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205

空间简单燃气轮机循环动力装置由三部分组成:一是反应器,二是普通闭式简单燃气轮机循环模型,包括:压缩机、透平、蒸发器、工质和热源之间的换热器,三是低温热源侧的辐射散热器,用于向宇宙空间散热。本文建立了恒温热源空间不可逆简单闭... 详细信息

空间简单燃气轮机循环动力装置由三部分组成:一是反应器,二是普通闭式简单燃气轮机循环模型,包括:压缩机、透平、蒸发器、工质和热源之间的换热器,三是低温热源侧的辐射散热器,用于向宇宙空间散热。本文建立了恒温热源空间不可逆简单闭式燃气轮机循环模型,导出了循环的热效率和输出功率。当散热器和两个换热器的总传热面积给定,通过优化两个换热器和散热器间的面积分配,得到了该装置的最大功率;通过优化低温热源温度,得到了装置的双重最大功率。

关键词：有限时间热力学功率优化面积分配不可逆闭式燃气轮机循环性能优化

大跨度斜拉桥钢-混组合梁一维日照温度场高效数值模型构建及试验验证

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工程力学 2024年第S01期41卷 197-205页

作者：黄民水张健蔚罗金万能邓志航何仲骜武汉工程大学土木工程与建筑学院武汉430074 绿色土木工程材料与结构湖北省工程研究中心武汉430074 重庆大学土木工程学院重庆400045

由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢... 详细信息

由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢-混组合梁数值案例,对比分析了该方法与COMSOL的计算精度和效率;基于某大跨度斜拉桥的温度健康监测数据,验证了该方法对于日温度时程和全截面竖向温度梯度仿真的精度,并将竖向温度梯度的仿真结果与我国桥梁规范进行了对比。结果表明:该方法计算精度与物理场仿真软件保持一致,计算效率提升了78.3%,并能准确模拟大跨度斜拉桥钢-混组合梁的竖向温度分布,为大跨度斜拉桥钢-混组合梁温度效应的计算提供了强有力工具。

关键词：一维日照温度场高效数值模型逐次超松弛迭代法钢-混组合梁傅里叶热传导定律

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金属齿轮内部缺陷超声检测信号去噪方法

电子测量与仪器学报 2024年

作者：杨梦冉姚贞建王辰辰吕丽武汉工程大学电气信息学院中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所

针对金属齿轮内部缺陷检测信号易受噪声干扰导致缺陷特征提取不准确问题，提出一种基于动态局部熵与自适应分解的齿轮缺陷超声检测信号去噪方法。采用经验模态分解对齿轮缺陷超声检测信号进行自适应分解，结合相关系数模态聚类指标得到... 详细信息

针对金属齿轮内部缺陷检测信号易受噪声干扰导致缺陷特征提取不准确问题，提出一种基于动态局部熵与自适应分解的齿轮缺陷超声检测信号去噪方法。采用经验模态分解对齿轮缺陷超声检测信号进行自适应分解，结合相关系数模态聚类指标得到预处理信号；基于检测信号动态局部熵理论确定缺陷回波区间，得到缺陷回波信号；采用经验小波变换实现缺陷回波信号去噪，结合二次多项式平滑滤波算法提升去噪信号平滑度，得到金属齿轮缺陷超声检测信号的最终去噪结果。仿真超声检测信号去噪实验结果显示，对于不同信噪比条件下的仿真信号，本文方法去噪信号平均信噪比值和均方误差分别为21.34 dB和0.0002 V，去噪效果明显优于经验模态分解和小波变换，两种方法的平均信噪比和均方误差分别为10.43 dB、12.56 dB和0.0019 V、0.0014 V，且在不同信噪比条件下的本文方法均具有更优的去噪效果和更强的鲁棒性。金属齿轮内部缺陷实测实验结果表明，本文方法能够去除齿轮缺陷超声检测信号中的复杂噪声干扰，有效提高了金属齿轮内部缺陷超声检测信号质量。

关键词：超声检测信号分解噪声去除局部熵区间分割

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三热源热布朗热变换器的生态学最优性能

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2599-2604页

作者：齐丛正陈林根戈延林冯辉君武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205

建立了考虑传热损失的三热源热布朗热变换器的有限时间热力学模型,导出了热流平衡方程、供热率、供热系数(COP)和生态学函数的解析式。通过数值计算,研究了循环的生态学性能特性,说明了生态学函数作为优化目标时的优势。结果显示:外部... 详细信息

建立了考虑传热损失的三热源热布朗热变换器的有限时间热力学模型,导出了热流平衡方程、供热率、供热系数(COP)和生态学函数的解析式。通过数值计算,研究了循环的生态学性能特性,说明了生态学函数作为优化目标时的优势。结果显示:外部传热仅会定量地降低循环的性能,而不会定性地改变循环的性能。增加换热器的总热导率可有效提升系统的性能。通过适当地调整热导率分配和内部参数,可以使三热源热布朗热变换器工作在最大生态学函数目标下。当以生态学函数代替供热率作为优化目标时,供热率减少较小,对应的COP提升较大。

关键词：三热源热布朗热变换器生态学函数供热率 COP 性能优化有限时间热力学

激光软钎焊系统中半导体激光器温度模型预测控制设计

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光学学报 2024年第14期44卷 162-168页

作者：闫宽张聪陈绪兵李明超方杰叶冬武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430205 智能制造装备与技术全国重点实验室湖北武汉430223

针对激光软钎焊领域对核心器件半导体激光器的高精度热控要求,提出一种基于模型预测控制算法的热控方法。通过非平衡热力学等方法对热控系统的热电制冷器及部件构建了精准的数学模型,并引入丢番图方程推导模型预测控制热控系统,搭建了... 详细信息

针对激光软钎焊领域对核心器件半导体激光器的高精度热控要求,提出一种基于模型预测控制算法的热控方法。通过非平衡热力学等方法对热控系统的热电制冷器及部件构建了精准的数学模型,并引入丢番图方程推导模型预测控制热控系统,搭建了激光软钎焊半导体激光器热控实验平台。由随机变换电流输入热控实验结果可知,激光器输入电流变化导致温度波动的平均超调量在1.12%内。激光器中心波长稳定性实验结果表明,所提方法使激光中心波长漂移量减少了52%。激光软钎焊加工能力实验结果表明,该控制方法可以有效控制半导体激光器的输出功率,相比于比例积分微分控制的激光器,所提模型预测控制热控系统的温度曲线与焊点的理想温度曲线的线性拟合度提高了21.05%。该研究结果将为后续研发性能稳定、高质量焊接的激光软钎焊系统提供理论和工程指导。

关键词：激光器热控系统模型预测控制激光软钎焊

基于改进YOLOv5s的激光软钎焊焊点缺陷检测算法

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 209-218页

作者：严蓬辉陈绪兵彭伊丽谢发东武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430205

针对现有激光软钎焊流水线上焊点缺陷检测设备成本高和传统算法检测速度慢的问题,提出了一种能部署在激光软钎焊设备上的改进YOLOv5s焊点缺陷检测算法。通过引入GhostNetV2卷积方式对骨干网络进行轻量化改进,减少了原网络模型的参数量,... 详细信息

针对现有激光软钎焊流水线上焊点缺陷检测设备成本高和传统算法检测速度慢的问题,提出了一种能部署在激光软钎焊设备上的改进YOLOv5s焊点缺陷检测算法。通过引入GhostNetV2卷积方式对骨干网络进行轻量化改进,减少了原网络模型的参数量,提高了网络模型的检测速度;同时引入全维动态卷积模块,提升了网络模型的特征提取能力,提高了网络模型的检测精度。实验结果表明:对YOLOv5s模型进行改进后,其网络参数量较原模型下降了23.89%;模型在自制的激光软钎焊焊点缺陷数据集和验证集上的均值平均精度达到了95.0%,相比原模型提高了1个百分点;实验平台上检测速度较原模型提高了12.62 frame/s。最后,在激光软钎焊设备上部署了所提算法,设备基本能够检测出相应的焊点缺陷,并且运行速度达到42.2 frame/s,基本达到了激光软钎焊实时焊点缺陷检测的应用需求。

关键词： YOLOv5s 激光软钎焊焊点缺陷检测深度学习轻量化全维动态卷积

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图采样泛化行人重识别算法

计算机工程与应用 2024年第14期60卷 219-227页

作者：闵锋毛一新况永刚彭伟明郝琳琳吴波武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室武汉430205

最近的研究表明,度量学习中的深度特征匹配方法,结合大规模、多样化的训练数据,可以显著增强人员再识别的泛化能力。然而,许多现有的方法会产生大量的内存和计算成本,如分类参数或类记忆学习等。为解决上述问题,提出了一种新的基于相关... 详细信息

最近的研究表明,度量学习中的深度特征匹配方法,结合大规模、多样化的训练数据,可以显著增强人员再识别的泛化能力。然而,许多现有的方法会产生大量的内存和计算成本,如分类参数或类记忆学习等。为解决上述问题,提出了一种新的基于相关性图采样(correlation graph sampler,CGS)的泛化行人重识别算法,CGS的基本思想是在训练开始时使用局部敏感哈希函数(locality-sensitive Hashing,LSH)和特征度量为所有类构造最近邻关系图。这确保了每一小批训练样本由随机选择的基类和与基类具有相似性的近邻类组成,以提供信息量大且具有挑战性的学习示例,提高行人重识别模型的判别性学习能力。CGS的采样原理会受主干网提取的特征质量影响,因此CGS采样能力会随着主干网的训练而增强,具有可学习性。通过在大规模数据集(包括CUHK03、Market-1501和MSMT17)上交叉评估该方法,广泛的实验结果证实了该方法的有效性,并展示了其在行人重识别应用中的潜力。

关键词：行人重识别度量学习相关性图采样局部敏感哈希函数

基于GF-2影像的武汉市九峰山国家森林公园地上碳储量估算

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地质通报 2024年第4期43卷 611-619页

作者：韩云亭李思悦罗协武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北武汉430205

探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4... 详细信息

探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4个波段值、8种纹理特征,筛选出9个与实测碳储量相关的遥感变量,运用线性与非线性方程对单个高相关变量和多个相关变量进行建模,选出最优模型,为进一步提高预测精度,将模型代入4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7、9×9)。结果表明:通过遥感图像提取的植被指数之间,具有较强的共线性,单变量建立的模型精度低于多变量模型;利用均方根误差RMSE与决定系数R^(2)对4个窗口下模型的预测精度进行评价,模型在5×5窗口下预测效果最好(R^(2)=0.73,RMSE=0.5),3×3窗口下预测效果最差(R^(2)=0.64,RMSE=0.8),将所有估测模型进行比较,在纹理窗口下模型精度提高了0.11。利用5×5窗口下构建的多变量模型对研究区碳储量进行估算,九峰山国家森林公园碳储总量为1.06×10^(4) t,总体平均碳密度为84.59 t/hm^(2),具有一定的固碳作用。选用国产高分辨率影像GF-2数据对武汉市九峰山森林公园进行反演研究,能很好地运用在森林植被碳储量定量与生长状况领域。研究结果对“双碳”目标下森林生态系统碳汇监测与管理具有重要科学意义。

关键词： GF-2 地上碳储量遥感反演森林碳汇湖北

焙烧工艺及典型杂质对磷石膏还原分解过程影响研究

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无机盐工业 2024年第7期56卷 88-95页

作者：胡典郭泽张汉泉路漫漫武汉工程大学光电信息与能源工程学院数理学院湖北武汉430205 武汉工程大学资源与安全工程学院湖北武汉430205

磷石膏是湿法磷酸工业副产物,因杂质含量高,种类繁杂而难以利用,堆存量巨大。以磷石膏原矿、纯化磷石膏为原料进行还原分解研究,揭示了焙烧工艺和杂质对磷石膏高温分解制备CaS过程的影响规律,结果表明:磷石膏原矿、纯化磷石膏分解反应在... 详细信息

磷石膏是湿法磷酸工业副产物,因杂质含量高,种类繁杂而难以利用,堆存量巨大。以磷石膏原矿、纯化磷石膏为原料进行还原分解研究,揭示了焙烧工艺和杂质对磷石膏高温分解制备CaS过程的影响规律,结果表明:磷石膏原矿、纯化磷石膏分解反应在60 min时趋于平衡,反应烧失度分别可达47.77%、54.44%;产品在焙烧温度为900℃、还原剂配比为15%(质量分数,下同)以上时无CaSO_(4)残留。磷石膏转化成CaS的最佳条件为焙烧时间为60 min、焙烧温度为950℃、还原剂配比为30%,在此条件下纯化磷石膏组还原分解产物CaS质量分数最高可达76.33%,高于同条件下磷石膏原矿组的57.37%。在磷石膏中掺杂一定量SiO_(2)、NaF、Ca_(3)(PO_(4))_(2),通过与反应中间产物CaO结合可使产品CaS质量分数分别降低1.41%~12.27%、0.61%~11.48%、1.85%~4.82%。

关键词：磷石膏热分解 CaS 杂质机理

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