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地表粗糙度影响风力机输出功率的实验研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 79-85页

作者：马高生王鹏锜李德顺郑权兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃省风力发电工程技术创新中心

利用尖劈和粗糙元组合构建四种符合不同风廓线指数的边界层．在轮毂高度处来流平均风速、湍流积分尺度和风速脉动功率谱相同的前提下，考察不同的风速廓线对风力机功率频谱的影响．结果表明：风力机输出功率频谱与来流的湍流频谱在频域... 详细信息

利用尖劈和粗糙元组合构建四种符合不同风廓线指数的边界层．在轮毂高度处来流平均风速、湍流积分尺度和风速脉动功率谱相同的前提下，考察不同的风速廓线对风力机功率频谱的影响．结果表明：风力机输出功率频谱与来流的湍流频谱在频域上表现为三个对应的区域，分别为湍流谱中以大尺度湍流结构为代表的低频区域、代表湍流能量耗散的中间区和以小尺度和微尺度漩涡为代表的高频区．不同的地表粗糙度下，对应于中间区域的风力机输出功率频谱表现衰减的斜率不同；相同的地表粗糙度下，衰减程度与湍流积分尺度、风速等因素无关，两个量的频谱特征呈现出一种非线性关系，衰减斜率有随地表粗糙度增加而增大的趋势．不同风廓线指数下风力机输出功率有较大差别，来流中的能量差异是造成输出功率变化的重要原因．

关键词：地表粗糙度风力机功率频谱湍流频谱风洞实验

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沙漠光伏电站地表固沙效应数值研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 63-71页

作者：马高生付宁李德顺韩宏兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃省风力机工程技术研究中心

采用Fluent软件中的RANS模型求解N-S方程以模拟光伏场区流场，开展沙漠地区光伏电站内光伏阵列对流场和地表切应力分布研究．分析了不同风向下多排光伏阵列的流场及地表切应力分布规律，进而讨论了光伏阵列形成保护区的特征及沙漠光伏... 详细信息

采用Fluent软件中的RANS模型求解N-S方程以模拟光伏场区流场，开展沙漠地区光伏电站内光伏阵列对流场和地表切应力分布研究．分析了不同风向下多排光伏阵列的流场及地表切应力分布规律，进而讨论了光伏阵列形成保护区的特征及沙漠光伏电站内须加强抗风蚀区域．结果表明：不同风向对应的光伏场内的流场显著不同，±90°风向时的不同主要体现在光伏电场周围区域，保护区面积较大；±45°风向时光伏板阻风效应明显降低，且保护区范围缩小．可根据当地主要风向确定防沙的重点区，为沙漠光伏电站防风固沙高效低成本设计提供参考．

关键词：光伏阵列沙漠地表剪切应力流体起动保护区

基于致动线模型的HAWT-VAWT相互作用研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 72-78+85页

作者：李银然郭朋威陈泽琼兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃省风力机工程技术研究中心

采用大涡模拟(LES)结合致动线模型(ALM)，研究了水平轴风电场机组间隙中加入垂直轴风力机(VAWT)时对风电场的影响．模拟一组水平轴风力机(HAWT)和VAWT在大气边界层(ABL)条件下的相互作用，分析风力机功率输出特性及尾流特性．研究结果... 详细信息

采用大涡模拟(LES)结合致动线模型(ALM)，研究了水平轴风电场机组间隙中加入垂直轴风力机(VAWT)时对风电场的影响．模拟一组水平轴风力机(HAWT)和VAWT在大气边界层(ABL)条件下的相互作用，分析风力机功率输出特性及尾流特性．研究结果表明：在水平轴风电场中加入VAWT，可以提升风电场的发电量及充分利用机组间隙；风力机功率输出特性及尾流特性主要取决于两者的相对位置，当VAWT位于HAWT前方时，能够使HAWT的功率输出提高0.44%，反之位于后方时，VAWT的功率输出会有明显的提升，约为13.21%；相较于单一HAWT，加入VAWT后总功率可提升2.54%；此外，VAWT的尾流在经过HAWT近尾流区域时，会出现明显的偏转现象．在远尾流区域，两者的尾流相互混合，呈现出更快的恢复速率．

关键词：水平轴风力机垂直轴风力机致动线模型风电场布局尾流

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低温球罐大流量排液过程的流动特性

石油学报(石油加工) 2025年第1期41卷 135-145页

作者：赵国锋陈叔平姚淑婷谭风光金树峰吴宗礼党战伟兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司甘肃兰州730070

低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过... 详细信息

低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过程进行数值模拟,通过用户自定义函数(UDF)将初始切向速度与科氏力加载到计算流场,研究了不同初始切向速度及科氏力对排液过程、漩涡夹气的影响规律,并探究了漩涡演化规律。结果表明:初始流体静止时,科氏力是大流量排液过程中形成漩涡的主要原因,但科氏力对临界液位高度影响较小;流体具有一定初始切向速度时,初始切向速度起主导作用,科氏力可忽略;初始切向速度越大,临界液位高度越高,减弱切向速度的发展是抑制漩涡的重要举措;流场初始切向速度为0.003、0.009、0.018 m/s时,其临界液位高度分别低于0.682、0.714、0.848 m,排液管口发生微量空化。该结果可预测球罐大流量排液中漩涡运动,为排液系统优化设计提供数值计算依据。

关键词：低温液体漩涡临界液位高度科氏力数值模拟球罐

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面向LBE流动换热的SST k-ω-k_(θ)-ε_(θ)四参数模型构建与验证

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核动力工程 2025年第1期46卷 100-106页

作者：吴杰苏兴康蔡杰进巩子琦顾龙华南理工大学电力学院广州510640 兰州大学核科学与技术学院兰州730000

为解决极低普朗特数流体的数值传热计算问题,提高液态铅铋合金(LBE)流动换热数值计算精度,在OpenFOAM框架下,构建了雷诺应力和湍流热通量的SST k-ω-k_(θ)-ε_(θ)四参数模型。使用四参数模型在垂直管内和带绕丝格架19棒束LBE流动换热... 详细信息

为解决极低普朗特数流体的数值传热计算问题,提高液态铅铋合金(LBE)流动换热数值计算精度,在OpenFOAM框架下,构建了雷诺应力和湍流热通量的SST k-ω-k_(θ)-ε_(θ)四参数模型。使用四参数模型在垂直管内和带绕丝格架19棒束LBE流动换热基准实验的基础上,结合相应的努塞尔数与摩擦因子经验关联式,进行了与湍流普朗特数(Pr_t)模型的对比验证和传热分析。结果表明,SST k-ω-k_(θ)-ε_(θ)四参数模型所预测的温度与实验数据吻合较好,对传热的预测性能优于Pr_t模型,适用于LBE流动换热数值计算。

关键词：四参数模型 OpenFOAM 铅铋合金(LBE) 流动换热

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多尺度特征交互的伪标签无监督域自适应行人重识别

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光电工程 2025年第1期52卷 53-66页

作者：刘仲民杨富君胡文瑾兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 西北民族大学数学与计算机科学学院甘肃兰州730030

针对无监督域自适应行人重识别中存在的感受野不足、全局特征与局部特征联系不紧密等问题,提出了一种多尺度特征交互的无监督域自适应行人重识别方法。首先利用特征压缩注意力机制对图像特征进行压缩并输入到网络以增强丰富的局部信息... 详细信息

针对无监督域自适应行人重识别中存在的感受野不足、全局特征与局部特征联系不紧密等问题,提出了一种多尺度特征交互的无监督域自适应行人重识别方法。首先利用特征压缩注意力机制对图像特征进行压缩并输入到网络以增强丰富的局部信息。其次,设计了残差特征交互模块,通过特征交互的方式将全局信息编码到特征中,同时增大模型感受野,强化网络对行人特征信息的提取能力。最后,采用基于部分卷积的瓶颈层模块在部分输入通道上进行卷积运算以减少冗余计算,提高空间特征提取效率。实验结果显示,该方法在三个适应性数据集上mAP分别达到了82.9%、68.7%、26.6%,Rank-1分别达到了93.7%、82.7%、54.7%,Rank-5分别达到了97.4%、89.9%、67.5%。表明所提方法能够使行人特征得到更好的表达,识别精度得到提高。

关键词：行人重识别无监督域自适应特征压缩多尺度特征交互部分卷积

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基于双分支特征融合增强网络的小样本桥梁路面裂缝分割

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光电子·激光 2025年

作者：魏嵩锜王正振山西工程科技职业大学建筑工程学院兰州理工大学土木工程学院

针对现有桥梁路面裂缝分割方法对微小变化的裂缝定位不准，分割效果不佳的问题，提出一种基于双分支特征融合增强网络的小样本桥梁路面裂缝分割方法。该方法以支持分支和查询分支的双分支网络建立基线模型，首先利用预训练的Swin Transf... 详细信息

针对现有桥梁路面裂缝分割方法对微小变化的裂缝定位不准，分割效果不佳的问题，提出一种基于双分支特征融合增强网络的小样本桥梁路面裂缝分割方法。该方法以支持分支和查询分支的双分支网络建立基线模型，首先利用预训练的Swin Transformer和ResNet-50网络提取支持分支中桥梁路面裂缝图片的多尺度特征。然后，利用多尺度特征增强注意力促进特征之间的交互，并在交互特征上生成原型集。最后，逐位置计算查询特征与原型集的相似度，并根据最大相似度值逐像分割出查询图片中的裂缝区域。在自建数据集上进行了大量实验，所提出方法实现了72.04%和91.32%的mIoU和FB-IoU，同时获得了95.23%的Precision、95.08%的Recall和95.02%的F1得分，综合性能优于当前主流的分割模型。

关键词：裂缝分割桥梁路面特征增强无参数度量

预应力及超低温循环作用下碳纤维/环氧树脂复合材料微裂纹行为

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复合材料学报 2025年第1期42卷 182-190页

作者：陈春宇王剑锋张木子柳敏静杨雷武湛君大连理工大学力学与航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连理工大学材料科学与工程学院

低温燃料贮箱复合材料化是实现运载火箭结构减重、提升运载能力的有效途径，但贮箱在服役过程中要承受超低温循环和机械载荷的共同作用，容易导致复合材料内部产生微裂纹，从而威胁结构安全。本文利用简易的预应力加载装置对碳纤维/环... 详细信息

低温燃料贮箱复合材料化是实现运载火箭结构减重、提升运载能力的有效途径，但贮箱在服役过程中要承受超低温循环和机械载荷的共同作用，容易导致复合材料内部产生微裂纹，从而威胁结构安全。本文利用简易的预应力加载装置对碳纤维/环氧树脂复合材料正交层合板进行超低温循环试验，研究预应力和超低温循环共同作用下复合材料层合板的微裂纹萌生和演化规律。结果表明：层合板边缘层的微裂纹密度总体大于内层，但中心两个90°叠加层表现出最大的微裂纹密度；与只有低温循环条件相比，引入预应力后层合板在同样的低温循环次数下微裂纹密度更大，增长速率更快；随着循环次数的增加，微裂纹密度的增长速率先快后慢，最终趋于饱和；随着预应力水平的提升，层合板中微裂纹的萌生和扩展速率也进一步加剧。本文初步揭示了复合材料在载荷及超低温循环耦合作用下的微裂纹萌生和演化机制，可为低温复合材料贮箱的研制和应用提供有意义的参考。

关键词：碳纤维/环氧树脂复合材料层合板超低温循环预应力微裂纹

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基于跨模态自适应融合网络的多光谱目标检测

计算机工程与应用 2025年

作者：郑尚坡刘俊峰曾君徐诗康廖丁丁华南理工大学自动化科学与工程学院华南理工大学电力学院

多光谱目标检测技术通过融合来自不同光谱模态的图像（如RGB图像与热红外图像），以实现在低能见度等复杂环境中准确检测出物体。然而，现有方法在模态交互过程中往往会导致某一模态特征信息占据主导地位，以至于忽略或丢失另一种模态... 详细信息

多光谱目标检测技术通过融合来自不同光谱模态的图像（如RGB图像与热红外图像），以实现在低能见度等复杂环境中准确检测出物体。然而，现有方法在模态交互过程中往往会导致某一模态特征信息占据主导地位，以至于忽略或丢失另一种模态的关键特征信息，难以充分挖掘和利用不同模态之间的互补信息以及模态内固有的特定细节信息。此外，大多方法采用较为简单的特征融合策略，导致模型并不能有效区分和融合各模态的关键特征，限制了模型检测精度的提升。为解决这些挑战，提出一种跨模态自适应融合网络模型（Cross-modality Adaptive Fusion Network， CAFNet），该网络架构由跨模态交互Transformer（Cross-modality Interactive Transformer，CMIT）模块、多模态自适应加权融合（Multimodal Adaptive Weighted Fusion，MAWF）模块和3D注意力特征增强（3D Attention Feature Enhancement，3D-AFE）模块共同组成。其中基于Transformer结构设计的CMIT模块用于有效挖掘和利用模态间的互补特征信息和模态内的细节特征信息；MAWF模块用于实现高效的多模态特征自适应融合；3D-AFE模块则通过引入Non-local和SimAM注意力机制，增强模型对关键特征的全面感知能力。在FLIR、LLVIP和VEDAI多光谱数据集上的大量实验结果和消融研究证实了所提方法的有效性，且检测性能超越多个当前主流方法。

关键词：注意力机制 Transformer 多光谱目标检测跨模态自适应特征融合特征增强