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任意形状聚类的SPK-means算法

山东大学学报（工学版） 2023年第2期53卷 87-92,101页

作者：侯延琛赵金东烟台大学计算机与控制工程学院山东烟台264010

针对K-means聚类算法仅以质心作为聚类依据,在处理非圆球形数据集时效果不理想,数据集的形状特性未得到体现的问题,提出一种基于形状的K-means算法(shape K-means,SPK-means)。将判定点到不同簇中质心以及点到不同簇的最近边缘点的距离... 详细信息

针对K-means聚类算法仅以质心作为聚类依据,在处理非圆球形数据集时效果不理想,数据集的形状特性未得到体现的问题,提出一种基于形状的K-means算法(shape K-means,SPK-means)。将判定点到不同簇中质心以及点到不同簇的最近边缘点的距离作为判定规则,使其具备对任意形状的数据集进行聚类的功能。设置两种不同的数据集进行聚类试验,结果表明,SPK-means聚类算法在处理非圆球形数据集时,其结果遵循原数据集的形状特征。

关键词： K-means 高精度边缘点形状快速聚类

形状和表面形貌参数调控下的聚丙烯表面电荷积聚特性研究

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形状和表面形貌参数调控下的聚丙烯表面电荷积聚特性研究

作者：张泽磊西安理工大学

学位级别：硕士

随着国民经济的发展,我国能源负荷呈现出“源荷割离、逆向分布”的特征。高压直流输电和柔性电网的发展能够有效缓解能源分布不均衡的问题,其中电介质材料作为电气设备的核心组成部分,起着电气隔离、机械支撑和物理防护的关键作用。电... 详细信息

随着国民经济的发展,我国能源负荷呈现出“源荷割离、逆向分布”的特征。高压直流输电和柔性电网的发展能够有效缓解能源分布不均衡的问题,其中电介质材料作为电气设备的核心组成部分,起着电气隔离、机械支撑和物理防护的关键作用。电介质材料在长期运行过程中会受到电荷注入的影响,导致材料表面和内部缺陷积聚大量电荷。积聚的电荷会在电介质表面产生电场畸变并为沿面放电的发展提供种子电荷,从而降低电介质材料的闪络电压,加速闪络过程的形成。为了提高电介质材料的闪络电压,可通过调控多种因素来改善表面电荷的积聚特性,如形状、表面形貌、温度、表面氟化等。然而,针对形状和表面形貌对表面电荷积聚特性的影响,尚未结合电荷注入实验和气固交界相互作用下的放电仿真进行综合评估。因此,本文对不同形状下的电荷迁移路径、不同形貌下的电场畸变和陷阱分布以及气固界面的电荷积聚仿真进行深入研究,该研究有助于深层次理解电荷迁移和积聚的机理,为电介质材料的开发和应用提供理论基础。首先搭建了高压放电平台和表面电位测量平台,制备了不同形状(方形、圆形)和不同表面形貌的聚丙烯试样。通过高压放电平台模拟外界电荷注入,表面电位测量平台获取样品的表面电位分布,结果表明样品的表面电位分布随着时间的增加呈衰减趋势。方形样品的表面电位分布由钟形分布逐渐消散为单侧塌陷形分布,主要原因是表面电荷逃逸的路径不一致;圆形样品的表面电位分布从钟形分布消散到坑状分布,主要原因是空气离子的中和作用和样品表面电导率的变化。随着聚丙烯表面粗糙度的增加,表面电荷的积聚和衰减受到抑制。究其原因是样品的粗糙度越大,其表面的畸变电场越强,从而阻碍了电荷积聚;同时陷阱密度随着粗糙度的增加而降低,从而降低了载流子迁移率,抑制了电荷消散。其次,采用COMSOL有限元仿真的方法,搭建了二维轴对称的电晕放电模型。基于流体动力学原理,从微观离子反应角度、宏观带电离子输运角度,建立了空气电晕放电的理论方程,对方形和圆形样品的初始表面电位分布进行模拟并绘制了初始时刻表面电位分布曲线,结果表明仿真计算结果与实际测量结果相吻合,整个电位分布呈现阶梯状。随后建立了不同粗糙度的聚丙烯表而模型,模拟了等量电荷积聚的情况下,不同粗糙度对电场分布的影响。结果表明粗糙度的增加会造成样品表面的电场畸变,表面电场强度可达7×105V/m,从而阻碍电荷向样品表面迁移。最后根据等温电势衰减理论计算了不同粗糙度下的陷阱能级分布,结果表明随着粗糙度的增加,陷阱密度降低,从而抑制了电荷消散。本文通过理论、实验、仿真相结合的手段分析了形状和表面形貌参数调控下的聚丙烯表面电荷积聚特性,该研究有助于深层次研究电荷迁移和积聚的机理,可为提高电介质材料的绝缘性能、提高电气设备的可靠性和安全性提供重要的理论基础和数据支撑。

关键词：表面电荷形状表面形貌电荷输运

落石形状和尺寸对恢复系数影响的室内试验研究

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岩土力学 2021年第3期42卷 665-672页

作者：姬中民唐一举伍法权刘静陈天立陈志坚河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 河南工业和信息化职业学院资源环境系河南焦作4540003 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

为了研究落石形状和尺寸对恢复系数的影响,通过专门设计的落石碰撞测试装置,分别展开10种不同形状和5种不同尺寸的试块与坡面的碰撞测试。基于冲击动力学理论对试验结果进行分析,法向恢复系数R_(n)对试块形状的变化非常敏感,且非棱角状... 详细信息

为了研究落石形状和尺寸对恢复系数的影响,通过专门设计的落石碰撞测试装置,分别展开10种不同形状和5种不同尺寸的试块与坡面的碰撞测试。基于冲击动力学理论对试验结果进行分析,法向恢复系数R_(n)对试块形状的变化非常敏感,且非棱角状试块的R_(n)值明显高于棱角状试块。非棱角状试块R_(n)值大小依次为球形>椭球>球底圆锥>圆柱>圆盘,棱角状试块的R_(n)值大小依次为正二十面体>正方体>正四面体>长方体>三角板。综合考虑试块的几何构型和表面积分布特征,引入一个新的形状量化指标——形状因子η,其与非棱角状试块和棱角状试块的R_(n)值分别呈强线性正相关。相较于R_(n),试块形状对切向恢复系数R_t的影响较弱,且棱角状试块的R_t值整体略大于非棱角试块。试块尺寸对R_(n)和R_t的影响均较为显著,且与R_(n)和R_t均呈良好的线性负相关关系。这些获得的规律可为落石灾害的准确预测提供重要参考。

关键词：落石形状尺寸恢复系数形状因子

基于地块面积和形状的土地整治机械旋耕效率研究

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农业机械学报 2024年

作者：郑慧慧杜宁魏宸博张超徐艳中国农业大学土地利用与管理中心中粮集团大悦城控股北京公司中国农业大学土地科学与技术学院

为量化不同面积与形状的地块机械耕作效率差异，科学评价土地整治在机械旋耕效率提升方面的潜力，设计一套标准田块，选取69.87kW的东方红LX950型拖拉机配套旋耕机进行耕作，工作宽幅为200cm，采用田间实验法对不同面积梯度和形状的地... 详细信息

为量化不同面积与形状的地块机械耕作效率差异，科学评价土地整治在机械旋耕效率提升方面的潜力，设计一套标准田块，选取69.87kW的东方红LX950型拖拉机配套旋耕机进行耕作，工作宽幅为200cm，采用田间实验法对不同面积梯度和形状的地块进行机械旋耕效率测算，并在此基础上，基于区域尺度建立地块面积、形状与机械旋耕效率的耦合关系及函数模型，修正后得到区域尺度机械旋耕效率。结果表明：地块形状的规则程度影响机械旋耕效率，形状越规整，机械旋耕效率越高。在相同的面积梯度上，矩形地块机械旋耕效率最高，梯形地块次之，三角形地块最低。随着地块面积的增大，机械旋耕效率不断增加，当地块面积达到一定程度时，机械旋耕效率趋于稳定。当地块面积超过7000 m2时，机械旋耕效率基本保持不变，矩形、梯形地块机械旋耕效率较高，维持在0.25 s/m2，其他形状地块机械旋耕效率较低，维持在0.30 s/m2左右。案例区地块单元水平的机械旋耕效率为0.27 s/m2。其中，中低效地块单元数量最少，占比为7.10%；高效地块单元数量最多，占比为58.24%。案例区西部的机械旋耕效率大于东部，主要由于东部区域的土地细碎化程度高于西部区域，地块单元面积较小，形状也不尽规则，从而极大地降低了区域机械旋耕效率值。实验结果表明面积大于7000 m2地块是大型机械化耕作的适宜耕作规模，地块面积与形状规则程度均影响机械旋耕效率，土地整治工程在扩大地块面积的同时也需保证地块形状的规则化程度。

关键词：机械旋耕效率面积形状田间实验地块单元

形状与结构——论大卫·霍克尼绘画对我创作的影响

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形状与结构——论大卫·霍克尼绘画对我创作的影响

作者：程浩云南艺术学院

学位级别：硕士

形状作为绘画的外貌是首先被观者感知到的,而形状背后起支撑作用的外形、黑白灰、色彩等是形状背后的内在元素,这些元素经过作画者的组织就是所谓的结构。那如何组织各个元素就是作画者关心的问题。大卫·霍克尼从上世纪六十年代至今一... 详细信息

形状作为绘画的外貌是首先被观者感知到的,而形状背后起支撑作用的外形、黑白灰、色彩等是形状背后的内在元素,这些元素经过作画者的组织就是所谓的结构。那如何组织各个元素就是作画者关心的问题。大卫·霍克尼从上世纪六十年代至今一直进行绘画创作,其作品面貌也不断更新,让笔者对其画面背后的成因及其特点非常感兴趣,特此选择霍克尼的绘画来进行学习。本文以大卫·霍克尼绘画中形状与结构为切入点进行研究,从明暗、色彩、构图,几个角度试图阐释其画面的组织结构特点并作为启发笔者创作的出发点。文章分三个板块分析论述,首先列举霍克尼从学院时期、加州时期、到近期风景肖像画中的形状与结构的演变;接着在具体的绘画中分析其形状与结构的特点;最后结合笔者的创作来谈霍克尼对笔者的影响,望对自己今后的创作提供一定的参考。

关键词：形状结构布局色彩

压缩条件下不同形状玄武岩柱破裂机理数值模拟研究

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力学与实践 2022年第1期44卷 88-99页

作者：王永艺龚斌唐春安大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

压缩条件下,不同形状玄武岩柱的强度和变形存在差异,且其破裂机理和破坏模式亦存在区别。本文构建不同形状的玄武岩柱图像,然后将细观损伤力学、统计强度理论、连续介质力学相结合,基于RFPA3D-CT软件的数字图像处理,将玄武岩柱图像转化... 详细信息

压缩条件下,不同形状玄武岩柱的强度和变形存在差异,且其破裂机理和破坏模式亦存在区别。本文构建不同形状的玄武岩柱图像,然后将细观损伤力学、统计强度理论、连续介质力学相结合,基于RFPA3D-CT软件的数字图像处理,将玄武岩柱图像转化为有限元网格模型,并分别赋予节理、岩石的材料力学参数,其中,考虑节理及岩石的非均质性。进一步开展不同侧压条件下的玄武岩柱数值试验,以研究其强度和变形特性,及其破裂机理与破坏模式。研究表明:对于侧压0 MPa的情况,尺寸1.5 m×3 m,3 m×3 m,6 m×3 m的玄武岩柱的抗压强度随柱体倾角的增加大致呈U型分布;对于侧压6 MPa的情况,尺寸1.5 m×3 m,3 m×3 m,6 m×3 m的玄武岩柱的抗压强度随柱体倾角的增加大致呈V型分布。分别以尺寸1.5 m×3 m,6 m×3 m,柱体倾角β为15°和45°的玄武岩柱为例,研究其在不同侧压条件下的破裂机理及破坏模式,分析了加载过程中应力集中、裂纹萌生、扩展、破碎带形成的全过程,以及声发射特征。

关键词：压缩形状玄武岩柱破裂机理声发射数值模拟

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粗集料颗粒形状对沥青混合料性能的影响

公路交通科技 2023年第8期40卷 22-28页

作者：熊政勇吴江林车春海张东贵州省公路建设养护集团有限公司六盘水分公司贵州六盘水553000 南京工业大学江苏南京211816

采用长细比指标评价粗集料的形状特征,借助图像处理装置将13.2~16,9.5~13.2,4.75~9.5 mm的石灰岩粗集料按照长细比进行筛分,得到了长细比在1∶1~2∶1,2∶1~3∶1,>3∶1这3个区间的粗集料。分别使用原状粗集料和不同长细比的粗集料制备了A... 详细信息

采用长细比指标评价粗集料的形状特征,借助图像处理装置将13.2~16,9.5~13.2,4.75~9.5 mm的石灰岩粗集料按照长细比进行筛分,得到了长细比在1∶1~2∶1,2∶1~3∶1,>3∶1这3个区间的粗集料。分别使用原状粗集料和不同长细比的粗集料制备了AC-13型沥青混合料试件。通过采用马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了粗集料形状对沥青混合料最佳油石比、体积指标和力学性能的影响。结果表明:粗集料的长细比越大,沥青混合料的最佳油石比越大,提高立方体粗集料颗粒的比例可以降低沥青混合料的最佳油石比;随着粗集料长细比的增大,沥青混合料的毛体积密度逐渐减小,矿料间隙率逐渐增大,沥青饱和度逐渐增加;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的马歇尔稳定度呈降低的趋势,流值呈增大的趋势,当粗集料长细比大于3∶1时,沥青混合料的马歇尔稳定度急剧降低;采用长细比在2∶1~3∶1区间的粗集料制备的沥青混合料的动稳定度最高,当粗集料长细比大于3∶1时,沥青混合料的动稳定度急剧降低;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的破坏应变呈增加趋势,浸水稳定性和冻融稳定性都逐渐降低。

关键词：道路工程粗集料图像处理方法形状长细比沥青混合料性能

氢爆工艺(HD)对钕铁硼磁粉粒度和形状的影响研究

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稀有金属 2021年第1期45卷 123-128页

作者：王子龙罗阳杨远飞吴桂勇武凯文于敦波有研科技集团有限公司有研稀土新材料股份有限公司稀土材料国家工程研究中心北京100088

采用热处理态钕铁硼平板铸锭作为母合金,通过氢爆工艺将平板铸锭破碎成磁粉。研究了氢爆工艺过程中温度、氢压对钕铁硼磁粉的破碎程度、粒度和形状的影响。实验发现,随着温度和氢压的提高,吸氢过程活化时间逐渐缩短,当温度为300℃,氢压... 详细信息

采用热处理态钕铁硼平板铸锭作为母合金,通过氢爆工艺将平板铸锭破碎成磁粉。研究了氢爆工艺过程中温度、氢压对钕铁硼磁粉的破碎程度、粒度和形状的影响。实验发现,随着温度和氢压的提高,吸氢过程活化时间逐渐缩短,当温度为300℃,氢压为0.1 MPa时,活化过程消失,铸锭一旦暴露在氢气中,吸氢过程直接发生。热处理态平板铸锭吸氢之后,破碎得到的磁粉大部分为粒度在178μm下的细粉,且随着氢压的提高,氢爆后细粉所占的质量分数趋势上是单调增加的。磁粉细粉粒度分布对氢压的变化不敏感,但是在相同氢压下,从室温到300℃,随着温度升高,磁粉平均粒度明显变粗。磁粉形状大部分为颗粒状,对应氢爆时富Nd相和Nd_(2)Fe_(14)B相间的沿晶断裂,少数呈尖角、针棒等不规则形状,可能与Nd_(2)Fe_(14)B相内穿晶断裂的发生有关。随着实验温度升高,氢爆-脱氢后的磁粉Nd_(2)Fe_(14)B相的衍射峰峰位向高角度发生偏移,原因是更高温度有利于脱氢,导致含氢量逐渐减少。不同氢压条件下,Nd_(2)Fe_(14)B相衍射峰位基本不变。

关键词：钕铁硼氢爆粒度形状

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器形状对颈椎前路融合效果的影响

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中国组织工程研究 2023年第30期27卷 4830-4835页

作者：徐世财马飞唐超廖烨晖唐强陈诗雨李洋周佳俊王清钟德君西南医科大学附属医院骨科四川省泸州市646000

背景:目前研究报道椎间融合器材料是影响颈椎病患者术后疗效的因素之一,但关于相同材料不同几何形状对颈椎病患者术后疗效的报道较少。目的:观察纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器形状对颈椎前路椎间盘切除融合疗效的影响。方法:回顾... 详细信息

背景:目前研究报道椎间融合器材料是影响颈椎病患者术后疗效的因素之一,但关于相同材料不同几何形状对颈椎病患者术后疗效的报道较少。目的:观察纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器形状对颈椎前路椎间盘切除融合疗效的影响。方法:回顾性分析2016年1月至2020年6月于西南医科大学附属医院行单节段颈椎前路椎间盘切除融合手术患者的临床资料,共122例,根据术中使用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器形状不同分为柱形组(n=60)、马蹄形组(n=62)。对比两组患者手术前后的目测类比评分、颈椎功能障碍指数、融合节段高度、C_(2-7)角、融合节段矢状成角及椎间融合情况。结果与结论:①与术前比较,两组术后2 d、1年及末次随访的目测类比评分降低(P0.05);②马蹄形组术后6,12个月的融合率高于柱形组(P0.05);④两组间手术前后的C_(2-7)角、融合节段矢状成角、融合节段高度、融合节段矢状成角比较差异均无显著性意义(P>0.05);⑤结果显示,在单节段颈椎前路椎间盘切除融合中,使用马蹄形及柱形纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器均可获得良好的疗效,其中应用马蹄形纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器可提高早期融合率并减少椎间隙下沉。

关键词：颈椎病颈椎前路融合椎间融合器形状纳米羟基磷灰石聚酰胺66