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面向工业场景带钢表面缺陷检测的LF-YOLO

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计算机工程与应用 2024年第18期60卷 78-87页

作者：马肖瑶黎睿李自力翟文正华中科技大学软件学院武汉430074 华中科技大学机械学院武汉430074

针对工业场景下带钢表面缺陷尺寸大小不一、采集图像模糊导致传统缺陷检测算法在实际应用中精度低的问题,提出一种面向工业场景带钢表面缺陷检测的LF-YOLO算法。模型通过设计一种局部填充上采样模块对输入像素进行上采样,提高模型对模... 详细信息

针对工业场景下带钢表面缺陷尺寸大小不一、采集图像模糊导致传统缺陷检测算法在实际应用中精度低的问题,提出一种面向工业场景带钢表面缺陷检测的LF-YOLO算法。模型通过设计一种局部填充上采样模块对输入像素进行上采样,提高模型对模糊图片的识别能力,降低模型对小目标缺陷的漏检率。通过引入专注视觉任务的FReLU激活函数,提高模型定位缺陷的准确率。提出一种轻量级的漏斗注意力机制并与特征提取模块C2f进行结合,增强模型对不同尺寸缺陷的特征提取能力。在开源数据集NEU-DET与GC10-DET上的实验结果表明,改进后的模型平均检测精度比原始YOLOv8算法精度分别高7.0和15.4个百分点,且相较于其他目标缺陷检测模型在平均检测精度方面具有优势,并进一步通过消融实验验证了每个模块的有效性。

关键词：带钢表面缺陷检测深度学习上采样注意力机制激活函数

大尺寸方形载板MOCVD反应腔分气和薄膜沉积过程影响因素的数值模拟研究

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真空 2024年第2期61卷 22-28页

作者：于大洋吴改武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 武汉大学工业科学研究院湖北武汉430072

介绍了适用于光伏行业砷化镓(GaAs)薄膜电池制备所需的大尺寸方形载板金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应腔的多级分气系统,以及该反应腔结构设计过程中的核心参数:喷淋盘孔尺寸、载板与喷淋盘间距(简称“腔室间距”)。基于自研的容量为36... 详细信息

介绍了适用于光伏行业砷化镓(GaAs)薄膜电池制备所需的大尺寸方形载板金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应腔的多级分气系统,以及该反应腔结构设计过程中的核心参数:喷淋盘孔尺寸、载板与喷淋盘间距(简称“腔室间距”)。基于自研的容量为36×4寸的MOCVD反应腔模型,应用计算流体力学(CFD)方法,同时考虑GaAs沉积过程中的气相反应和表面反应,对不同孔参数和腔室间距时的气流分配和薄膜化学气相沉积过程进行了数值模拟。考察了跨孔压差与气流量分配均匀性的关系,以及腔室间距对反应区气体流动以及GaAs薄膜沉积的影响。结果表明:初级“蜘蛛”形分气盘将主进气口分配成64个子进气口后的分气均匀性较好,质量流量值波动幅度仅为0.22%;增加喷淋盘孔深度可缓慢且线性提高孔压差,而缩小孔径对于压差的增加非常迅速;增加喷淋盘孔压差可提高次级分气均匀性,但提升效果趋缓;大腔室间距下的沉积速率低,且均匀性差;随着腔室间距缩小,沉积速率持续增加的同时,沉积均匀性先变好,后逐渐由于气流震荡而变差。

关键词：金属有机化学气相沉积砷化镓数值模拟气体分配

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导叶端隙密封结构对可调涡轮性能的影响

航空动力学报 2024年第3期39卷 205-213页

作者：王智慧马朝臣刘晓娟赵芮晋中学院机械学院山西晋中030619 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

基于传统可调涡轮导叶,设计了一种带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(end-clearance sealed guide vane, ESGV)。在导叶不同开度下,对ESGV可调涡轮进行数值模拟,分析了ESGV对可调涡轮性能的影响,结果表明:ESGV可以有效的抑制导叶端隙泄漏流... 详细信息

基于传统可调涡轮导叶,设计了一种带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(end-clearance sealed guide vane, ESGV)。在导叶不同开度下,对ESGV可调涡轮进行数值模拟,分析了ESGV对可调涡轮性能的影响,结果表明:ESGV可以有效的抑制导叶端隙泄漏流,能够明显改善喷嘴环和转子通道的流动状态,进而提高涡轮效率。对ESGV可调涡轮和原始涡轮进行涡轮特性试验,结果显示:两型涡轮流量特性大致相同时,在导叶中开度下,ESGV涡轮效率较原始涡轮提高了5%,验证了ESGV方案的有效性。

关键词：带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(ESGV) 可调径向涡轮间隙泄漏流涡轮性能泄漏损失

基于ICEEMDAN和CNN的水电机组故障诊断

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中国农村水利水电 2024年第8期 216-221页

作者：高金林伍盛金赖兴全王卫玉魏加达马泽宁陈启卷国家电投集团重庆江口水电有限责任公司重庆408506 湖南五凌电力科技有限公司湖南长沙410007 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

为实现水电机组故障的准确识别,首先结合改进的自适应白噪声完全集合经验模态分解模型(ICEEMDAN)和相关性分析方法对振动信号进行分解及重构处理;接着,为解决因卷积神经网络(CNN)输入具有多样性问题,比较分析了3种不同输入信号构造方式... 详细信息

为实现水电机组故障的准确识别,首先结合改进的自适应白噪声完全集合经验模态分解模型(ICEEMDAN)和相关性分析方法对振动信号进行分解及重构处理;接着,为解决因卷积神经网络(CNN)输入具有多样性问题,比较分析了3种不同输入信号构造方式对CNN模型故障诊断识别准确率的影响;最终选定了一维重构信号的方形矩阵形式作为CNN的输入方式,通过某电厂转轮室碰摩故障实测数据验证该方法能有效提高水电机组故障诊断精度。

关键词：水电机组 ICEEMDAN 卷积神经网络故障诊断

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基于周期性加热模式的激光消融组织效果快速预测及优化设计方法

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中国激光 2024年第15期51卷 152-161页

作者：肖玉张泽龙简梦华董威上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

激光消融技术以其高精度、强可控性和微创性等优势,在癌症治疗领域中展现出广阔的应用前景。为确保在肿瘤组织被完全消融的同时,激光消融技术对正常组织的热损伤最小,提出了一种基于周期性加热模式的辐照参数优化设计方法。首先,建立激... 详细信息

激光消融技术以其高精度、强可控性和微创性等优势,在癌症治疗领域中展现出广阔的应用前景。为确保在肿瘤组织被完全消融的同时,激光消融技术对正常组织的热损伤最小,提出了一种基于周期性加热模式的辐照参数优化设计方法。首先,建立激光消融过程中生物传热和热损伤的数值模拟模型,通过实验验证该模型的准确性。随后,利用径向基函数神经网络建立激光消融效果预测模型,以快速、精准地评估正常组织的不可逆热损伤体积、不可逆热损伤总体积,以及肿瘤组织表面的平均温度。最后,采用遗传算法开展激光消融技术的单目标优化设计,在肿瘤组织完全消融和肿瘤组织表面的平均温度不超过70℃的前提下,正常组织的不可逆热损伤体积仅占不可逆热损伤总体积的0.053%,实现了激光消融技术对正常组织的不可逆热损伤的最小化目标。

关键词：激光消融辐照参数热损伤神经网络遗传算法

倾斜椭球凹陷阵列湍流强化传热实验与数值分析

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推进技术 2024年第4期45卷 144-152页

作者：许超张鹏饶宇上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为了提高涡轮叶片内部通道对流传热性能,本文基于瞬态液晶热像技术分别针对矩形通道表面排布的球形凹陷和斜椭球凹陷阵列的传热和压力损失特性进行了实验研究。在雷诺数为1×10^(4)~6×10^(4)内,与基准球形凹陷相比,平行排布和V形排布... 详细信息

为了提高涡轮叶片内部通道对流传热性能,本文基于瞬态液晶热像技术分别针对矩形通道表面排布的球形凹陷和斜椭球凹陷阵列的传热和压力损失特性进行了实验研究。在雷诺数为1×10^(4)~6×10^(4)内,与基准球形凹陷相比,平行排布和V形排布的斜椭球凹陷总体传热分别增强了23.8%~33.8%和104%~121%,V形排布的斜椭球凹陷综合传热性能显著提高了25%~68.3%。通过数值模拟发现,平行排布的斜椭球凹陷虽然可以诱发更强烈的二次流,但是平行的排布方式使下游凹陷受到来自上游凹陷升温后的流体冲刷,因此限制了传热的进一步增强。V形排布的斜椭球凹陷通过诱发大尺度的纵向涡对将来自主流的冷流体输运至壁面,冷流体直接冲击壁面并与近壁流体剪切,极大地增强了对流传热。

关键词：涡轮叶片冷却斜椭球凹陷传热瞬态液晶热像实验流动结构

基于活性炭‖Na_(0.44)MnO_(2)的低成本、高倍率和长寿命碱性钠离子电池电容器

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物理化学学报 2024年第2期40卷 87-88页

作者：薛晴李圣驿赵亚楠盛鹏徐丽李正曦张波李慧王博杨立滨曹余良陈重学北京智慧能源研究院北京102200 武汉大学化学与分子科学学院化学电源材料与技术湖北省重点实验室武汉430072 国网青海省电力公司经济技术研究院西宁810008 国网金华供电公司浙江金华321017 武汉大学动力与机械学院水力机械过渡过程教育部重点实验室武汉430072

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由... 详细信息

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_(0.44)MnO_(2)正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_(0.44)MnO_(2)正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W·kg^(-1)时,能量密度达26.6 Wh·kg^(-1),循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50℃的高温和-20℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

关键词：钠离子电池电容碱性电解液过充自保护低成本宽工作温程

基于棒束传热实验的COSINE系统程序验证与确认

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核动力工程 2024年第1期45卷 19-26页

作者：段秉祺赵萌张昊柴翔杨燕华上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为进一步提升软件计算的稳定性和准确性,对COSINE软件中重要的核心模型进行确认、评估与改进,本文采用热工水力软件包COSINE中的系统安全分析程序cosFlow,对核电厂大破口失水事故中堆芯再淹没阶段的热工水力物理过程进行了建模与计算,... 详细信息

为进一步提升软件计算的稳定性和准确性,对COSINE软件中重要的核心模型进行确认、评估与改进,本文采用热工水力软件包COSINE中的系统安全分析程序cosFlow,对核电厂大破口失水事故中堆芯再淹没阶段的热工水力物理过程进行了建模与计算,计算建模根据棒束传热(RBHT)实验进行,并用RBHT实验结果对系统安全分析程序进行检验。计算结果表明,棒束壁面温度变化趋势与实验数据趋势基本契合,即cosFlow能够较为准确地分析大破口失水事故的骤冷前沿过程;但骤冷前沿的推进速度与RBHT的实验结果相比,前期更快后期更慢,推测原因为加热棒轴向温度梯度较大,原程序未加入轴向的热传导模块,因此后续的程序开发与研究将对骤冷前沿的热质传输模型进行改进。

关键词： COSINE软件包再淹没骤冷前沿壁面温度

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复合磨床砂轮架模态分析与试验研究

振动与冲击 2024年第5期43卷 268-272,291页

作者：陈俊生姚振强汤振荣上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型,采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部,在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型,对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明... 详细信息

基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型,采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部,在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型,对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明,采用弹簧阻尼单元模拟轴承滚动结合部的有限元模态分析与动态试验结果吻合,验证了该方法的可行性。弹簧阻尼单元替代轴承可以减小建模难度,并为砂轮工作转频和转塔结构优化提供参考依据。

关键词：复合磨床有限元砂轮架转塔模态分析