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喷嘴结构和射流参数对射流预冷温度特性的影响

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航空动力学报 2024年第5期39卷 119-128页

作者：冯爽李宝宽杨晓晰扈鹏飞东北大学冶金学院热能工程系沈阳110819 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

航空发动机进气温度过高是限制其性能的关键问题之一,采用射流预冷技术可以有效降低航空发动机进气温度。为了研究射流预冷技术对进气道内温度场的影响,基于欧拉-拉格朗日方法,建立航空发动机进气道液滴雾化和蒸发过程的数学模型,实现... 详细信息

航空发动机进气温度过高是限制其性能的关键问题之一,采用射流预冷技术可以有效降低航空发动机进气温度。为了研究射流预冷技术对进气道内温度场的影响,基于欧拉-拉格朗日方法,建立航空发动机进气道液滴雾化和蒸发过程的数学模型,实现气液两相的双向耦合,描述了射流预冷过程。并与已有的试验结果进行对比,验证了数学模型的准确性。并利用该数学模型研究了水气比、喷射速度、液滴粒径和喷嘴锥角对进气道降温效果和温度畸变的影响。结果表明:改变水气比发动机进气温度变化最显著,当水气比由0.02增大至0.055时,温降系数由8.10%增加到19.87%,蒸发率由85.76%降低为79.80%;当水气比为0.055、喷射速度为10 m/s、液滴粒径为25μm和喷嘴锥角为15°时,温降系数最大为22.77%;增大喷嘴锥角和减小喷射速度会使进气道出口截面温度场分布更均匀。

关键词：射流预冷温度畸变雾化蒸发高温进气

基于注意力机制残差神经网络的近红外芒果种类定性建模方法

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2262-2267页

作者：王书涛万金丛刘诗瑜张金清王玉田燕山大学电气工程学院仪器科学与工程系河北秦皇岛066004 河北大学质量技术监督学院河北保定071002

现代光谱检测技术的飞速发展与深度学习紧密相关,作为一种端到端的模型,深度神经网络可以从光谱中得到更多信息,从而提升模型鲁棒性。为探究近红外光谱结合深度学习对芒果种类定性预测的可行性,提出一种基于卷积注意力机制(CBAM)的一维... 详细信息

现代光谱检测技术的飞速发展与深度学习紧密相关,作为一种端到端的模型,深度神经网络可以从光谱中得到更多信息,从而提升模型鲁棒性。为探究近红外光谱结合深度学习对芒果种类定性预测的可行性,提出一种基于卷积注意力机制(CBAM)的一维残差神经网络(1D-AD-ResNet-18)模型。为降低光谱中冗余信息的干扰,在传统一维残差神经网络(1D-ResNet-18)中嵌入CBAM卷积注意力模块,该模块可重点关注光谱局部有用信息;为避免梯度消失、过拟合情况发生,使用解决网络“退化”问题的ResNet-18。对于186个芒果样本,采用70%的样本进行训练,30%的样本进行测试,采用准确度(Accuracy)、精确率(Precision)、召回率(Recall)、F1值(F1-score)、宏观平均值(Macro-average)以及加权平均值(Weighted-average)作为模型评价指标。建立传统1D-ResNet-18、SNV-SVM和PCA-KNN三种对比模型,与上述三种方法作对比,所建立的1D-AD-ResNet-18模型取得最优预测结果,四种定性分析模型的准确率分别为96.42%,80.35%,76.78%和67.85%。结果表明,1D-AD-ResNet-18模型实现了对芒果种类的准确识别与分类,为近红外光谱定性分析芒果种类提供了新思路。

关键词：芒果种类识别 CBAM注意力机制近红外光谱残差网络

刀具偏心跳动下侧铣硬脆材料的瞬时铣削力模型

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航空学报 2024年第4期45卷 270-279页

作者：马廉洁杜文豪赵镇邱喆东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校控制工程学院秦皇岛066004

以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,... 详细信息

以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,利用一维搜索算法进行了瞬时铣削力作用点的精确求解,并以刀具偏心跳动状态下的瞬时转角予以表达。以Martellotti模型为基础,建立了新的瞬时铣削力模型。以最小二乘法进行了瞬时铣削力模型系数辨识。并从铣削力作用点(瞬时转角)视角,研究了瞬时铣削力的变化特性。铣削实验验证结果表明,铣削力模型预测值与实验值吻合程度较高,平均相对误差不超过8%,该瞬时铣削力模型具有较高的预测精度。

关键词：刀具偏心跳动瞬时铣削力模型瞬时切削面积铣削力作用点硬脆材料

基于状态平面分析法的LLC谐振变换器四阶段软启动

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6597-6609,I0026页

作者：李佳昊陈捷侯俊峰江凌峰佘焱王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分... 详细信息

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分析,将LLC的启动过程分为4个阶段,并对各个阶段的谐振电流进行计算,保证谐振电流的最大值不超过电流限值,根据各个阶段设计不同的实现方式,并介绍LLC四阶段软启动方案的数字控制实现方法。搭建仿真模型和实验样机,验证LLC四阶段软启动方案的安全性与快速性以及计算方法的精确性与合理性。

关键词： LLC谐振变换器软启动状态轨迹

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大模型辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化

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高电压技术 2024年第7期50卷 2894-2905页

作者：张孝顺李锦诚郭正勋东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基... 详细信息

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基于大语言模型辅助对风电机组群进行聚类,通过链式提示法使LLM理解优化目标,并利用LLM将大型海上风电场分割为若干小型区域,以降低优化问题维度,提升求解速度和质量。然后,构建集电系统拓扑优化模型,基于混合整数线性规划求解器,获得海上风电场的最优集电系统拓扑设计方案。最后,利用1个含有75台风电机组的大型海上风电场系统进行方法性能验证,仿真结果表明:与传统优化技术相比,所提方法获得的聚类风机数量更加均衡,在考虑拓扑功率损耗的同时,生成的拓扑方案经济性最优。LLM在集电系统拓扑辅助优化中具有较高的有效性,为海上风电场集电系统拓扑设计优化提供了一种新思路。

关键词：大语言模型集电系统拓扑优化海上风电场混合整数线性规划聚类算法

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基于球面正则化的支持向量描述视觉异常检测

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 315-325页

作者：邓诗卓滕达李晓红陈佳祺陈东岳东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统De... 详细信息

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统Deep SVDD在开展异常检测时往往面临球体崩塌。针对这一问题,提出了基于球面正则化的SVDD异常检测算法,通过引入软间隔损失与支持向量的思想,优化模型学习流程。进一步地,面向可标注样本,提出了基于SVDD的弱监督异常检测方法。在公开数据集MNIST和CIFAR-10上进行消融和对比实验,实验证明,相比于有监督算法,在MNIST数据集上,SR-WSVDD的性能提高了3.7%,而在CIFAR-10数据集上则提高了16.7%。此外,与其他弱监督算法相比,SR-WSVDD在CIFAR-10数据集上提升了1.8%。所提出的SR-SVDD异常检测算法,弥补Deep SVDD容易发生球体崩塌的缺陷,使模型异常检测结果更加准确。

关键词：计算机视觉单类分类弱监督学习异常检测自编码器支持向量

激光粉末床熔融的熔道宽度与熔池温度的预测:一种新型数值模拟模型的提出与验证

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 997-1009页

作者：陈汉聪汪润泽司婧雯房淑晗姚锡禹严明南方科技大学材料科学与工程系深圳518055 南方科技大学电子与电气工程系深圳518055

为了减少预测激光粉末床熔融熔道宽度与熔池峰值温度所需的计算资源,本研究提出了一种精度高、计算资源消耗少、对常见合金材料适用的数值模拟模型。在保证模拟精度的情况下,采用此模型可以使计算成本降低2个数量级,对于Ti6Al4V合金、Al... 详细信息

为了减少预测激光粉末床熔融熔道宽度与熔池峰值温度所需的计算资源,本研究提出了一种精度高、计算资源消耗少、对常见合金材料适用的数值模拟模型。在保证模拟精度的情况下,采用此模型可以使计算成本降低2个数量级,对于Ti6Al4V合金、AlSi10Mg合金、316L合金和In 718合金,本模型对熔道宽度、熔池峰值温度的预测值的平均相对误差值±标准差值分别为4.8%±3.1%和7.9%±3.6%,说明模型预测值与实验值较为吻合。本研究提出的模型在保证较高模拟精度的情况下,可以大大降低激光粉末床熔融数值模拟的计算成本,具有很强的实用价值。

关键词：激光粉末床熔融合金数值模拟计算成本

基于简化时域模型的LLC谐振变换器同步整流在线驱动策略

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电工技术学报 2024年

作者：张宇鑫陈捷王简佘焱王勇上海交通大学电气工程系

LLC谐振变换器因其高效率、高功率密度和宽范围电压输出的优点，常应用于电动汽车充电装置。为了进一步提高效率，该变换器的次级侧采用同步整流技术。传统的同步整流方案受到了一系列限制，包括电流互感器成本高、高压检测困难、工作... 详细信息

LLC谐振变换器因其高效率、高功率密度和宽范围电压输出的优点，常应用于电动汽车充电装置。为了进一步提高效率，该变换器的次级侧采用同步整流技术。传统的同步整流方案受到了一系列限制，包括电流互感器成本高、高压检测困难、工作范围窄、计算负担重或准确度不高等问题。为解决这些问题，提出一种无高频采样的LLC谐振变换器同步整流方案。该方案基于简化的时域分析，在线识别LLC谐振变换器的不同工作模式并实时计算同步整流管的导通或延迟导通占空比。仿真结果表明，所提出的方法可在全频率范围与各种负载工况下实现同步整流管的精确驱动，且与其他基于模型的无高频采样驱动方案相比，该方法更为精确。最后，通过构建一台6.6 kW的实验样机，验证了该方案的稳态精确性和动态可靠性。

关键词： LLC谐振变换器时域分析同步整流模式识别

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基于激光超声的轨道钢表面裂纹双侧扫描检测

中国激光 2024年第14期51卷 134-143页

作者：冯沐祺徐启明战宇刘常升东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学理学院辽宁沈阳110819

为实现轨道钢表面裂纹的快速原位定位定量检测,提出基于激光超声技术的双侧扫描成像方法。在裂纹两侧进行了激光超声线扫描检测,采用小波包变换的方法对波形数据进行了降噪处理,对降噪后的数据进行B扫描成像处理,并对整体裂纹进行了成... 详细信息

为实现轨道钢表面裂纹的快速原位定位定量检测,提出基于激光超声技术的双侧扫描成像方法。在裂纹两侧进行了激光超声线扫描检测,采用小波包变换的方法对波形数据进行了降噪处理,对降噪后的数据进行B扫描成像处理,并对整体裂纹进行了成像。针对线扫描成像法检测裂纹长度误差较大的问题,提出了绘制扫查位置-最大幅值差图的方法以确定裂纹的起始和终止位置,从而实现裂纹长度信息的获取,提高裂纹长度检测的精度。结果表明,双侧扫描成像法可直观地得到裂纹的位置、长度和宽度信息。其中,该方法检测裂纹位置的相对误差不超过0.83%,检测裂纹宽度的相对误差为1.56%,检测裂纹长度的相对误差为8%。绘制扫查位置-最大幅值差图的方法检测裂纹长度的相对误差不超过4%,明显高于双侧扫描成像法。所提方法在金属表面裂纹的快速成像检测方面具有可行性,且为激光超声检测裂纹长度提供了更精确的数据处理方案。

关键词：测量激光超声缺陷检测 B扫描小波包降噪