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前进接触线薄液膜结构与运移机制

物理学报 2024年第1期73卷 277-284页

作者：刘乔黄家宸王昊邓亚骏中国石化石油勘探开发研究院北京102206 北京大学工学院北京100871 深圳技术大学聚龙学院深圳518118

气-液-固三相接触线薄液膜微观结构认识不清使得动态接触角预测问题始终存在争议.本文通过大规模分子动力学模拟研究液滴动态润湿过程,获得了完全浸润液滴前进接触线区域的前驱液膜结构、部分浸润液滴前进接触线区域的纳米级凸起结构.... 详细信息

气-液-固三相接触线薄液膜微观结构认识不清使得动态接触角预测问题始终存在争议.本文通过大规模分子动力学模拟研究液滴动态润湿过程,获得了完全浸润液滴前进接触线区域的前驱液膜结构、部分浸润液滴前进接触线区域的纳米级凸起结构.首次在模拟中获得了微观接触角与宏观接触角随时间的动态演变规律.分子轨迹追踪揭示了接触线薄液膜区域流体在固体表面摩擦作用下,随速度增大从滑动为主向滚动为主的模式转变,进而在底层出现气体裹挟导致滑移、发生溅射的机制.本研究为进一步构建普适的动态接触角预测模型提供了关键物理依据.

关键词：接触线薄液膜润湿界面分子模拟

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基于惯性运动自适应前馈的磁轴承基座扰动抑制

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光学精密工程 2024年第8期32卷 1164-1174页

作者：黄雨杰徐向波郑领博李林北京林业大学工学院北京100000

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受... 详细信息

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受扰动力的动力学,提出了一种基于自适应算法的惯性前馈方法。最后,采用搭建的实验平台对不同扰动下开启前馈控制前后转子的响应进行了实验研究。实验结果表明:自适应前馈控制器使能后,磁轴承转子的位移减少了80%以上。设计的自适应前馈控制方法能够有效抑制磁悬浮系统基座扰动对转子振动的影响,大幅提高了磁轴承转子的运行精度,且设计的系统仅需增加一个小体积的惯性微机电测量单元,满足实际工程应用需求。

关键词：主动磁轴承动基座补偿自适应算法前馈控制器惯性运动振动抑制

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多模态融合的三维语义分割算法研究

红外与激光工程 2024年第5期53卷 253-267页

作者：晁琪赵燕东刘圣波北京林业大学工学院北京100080

如何高效提取稠密感知的图像特征信息以及真实三维感知的点云特征信息并充分利用其各自优势进行信息互补是提升三维目标识别的关键。本文提出了一种图像和点云融合的多模态框架用于三维语义分割任务。图像与点云特征提取分支相互独立,... 详细信息

如何高效提取稠密感知的图像特征信息以及真实三维感知的点云特征信息并充分利用其各自优势进行信息互补是提升三维目标识别的关键。本文提出了一种图像和点云融合的多模态框架用于三维语义分割任务。图像与点云特征提取分支相互独立,设计深度估计融合网络用于图像分支,将稠密感知的图像语义信息与真值显式监督的深度特征信息有效融合,对点云的无序及稀疏性进行补偿。并改进体素特征提取方法,减少点云体素化带来的信息损失。图像、点云分支提取多尺度特征后通过动态特征融合模块提升网络对关键特征的提取能力,更有效的获取全局特征。同时本文提出点级的多模态融合数据增强策略,提升样本多样性的同时有效缓解样本不均衡问题。在Pandaset公开数据集上进行对比实验,本文的多模态融合框架展现出更优的性能和更强的鲁棒性,尤其在小样本小目标上性能提升更为明显。

关键词：图像点云融合深度估计融合体素特征语义分割数据增强

多胎内传感器智能轮胎开发平台设计与侧偏试验研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 245-255页

作者：陶亮唐钰李元强张大山张小龙安徽农业大学工学院合肥230036

轮胎侧偏角的辨识与调控是汽车稳定性控制的关键技术,基于轮胎接地特性来辨识估算轮胎侧偏角是一种新的方法。通过搭建面向胎内多传感器的智能轮胎开发平台,并开展侧偏试验分析基于接地信号的轮胎侧偏特征。首先明确智能轮胎开发平台的... 详细信息

轮胎侧偏角的辨识与调控是汽车稳定性控制的关键技术,基于轮胎接地特性来辨识估算轮胎侧偏角是一种新的方法。通过搭建面向胎内多传感器的智能轮胎开发平台,并开展侧偏试验分析基于接地信号的轮胎侧偏特征。首先明确智能轮胎开发平台的功能及设计要求,搭建系统架构并进行硬件选型,其中胎内传感器包括3个三轴加速度计和3个压电薄膜传感器。其次开发了专用轮辋总成和基于美国NI cRIO的数据采集器,软件基于LabVIEW开发并实现了多通道数据同步和大数据流管控等。最后在Flat Trac台架上进行系统的轮胎侧偏试验。分析发现,在侧偏角达到±3°时加速度计(量程500g)均出现超量程现象,其信号频率主要集中在500~1000 Hz;轮胎中心平面位置加速度计250 Hz内的信号对侧偏角不敏感,但偏离轮胎中心平面其他位置的传感器信号敏感,特别是胎侧位置的径向加速度,其2个尖峰与侧偏角显著相关;轮胎中心平面位置的接地长度与垂直载荷、胎压相关,而与侧偏角无关,但偏离轮胎中心平面其他位置的接地长度对侧偏角敏感,并且垂直载荷越大、胎压越低则影响越明显。开发的智能轮胎开发平台为轮胎接地机理与轮胎侧偏角估算等研究提供了有效手段。

关键词：智能轮胎开发平台集成设计台架试验轮胎侧偏

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蒸汽烫漂与热风干燥箱流场优化设计及仿真

农业工程学报 2024年第6期40卷 60-71页

作者：陈忠加赵宇轩卢丰源孙敏王青春北京林业大学工学院北京100083

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度... 详细信息

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明:侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。

关键词：农产品干燥设备蒸汽烫漂热风干燥计算流体力学

样式传播论的实证研究:北魏平城时代建筑外檐样式的源流与嬗变

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南京艺术学院学报（美术与设计） 2024年第2期 50-59,I0002页

作者：华扬东京大学工学系研究科东京113-8656

本文总结了北魏平城时代出现的四种建筑外檐样式,分别予以结构分析。并根据类似实例、时代分布特点、建筑性质及使用者的出身、阶层、族属等多方证据,推测各自的文化来源。最终跳出单纯的技术发展逻辑,基于平城时代多元文明一体化的历... 详细信息

本文总结了北魏平城时代出现的四种建筑外檐样式,分别予以结构分析。并根据类似实例、时代分布特点、建筑性质及使用者的出身、阶层、族属等多方证据,推测各自的文化来源。最终跳出单纯的技术发展逻辑,基于平城时代多元文明一体化的历史进程,重新书写平城时代外檐样式的发展史。

关键词：北魏平城外檐样式建筑史斗栱犍陀罗

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基于多模态数据融合的胃癌患者生存预测模型

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：刘元宁王星喆黄子彧张家晨刘震吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室北京林业大学信息学院长崎综合科学大学研究生院工学研究科吉林大学计算机科学与技术学院

针对胃癌患者生存预测的深度学习方法中存在的患者数据使用不全面、数据结合方式粗糙等问题，提出了一种多模态数据融合的胃癌患者生存预测模型。首先，将同一患者的包括临床数据、基因表达数据和医学图像的多模态数据预处理。其次，将... 详细信息

针对胃癌患者生存预测的深度学习方法中存在的患者数据使用不全面、数据结合方式粗糙等问题，提出了一种多模态数据融合的胃癌患者生存预测模型。首先，将同一患者的包括临床数据、基因表达数据和医学图像的多模态数据预处理。其次，将多模态数据输入到图注意力网络中，使多模态数据在注意力机制下自适应调整权重互相融合。再次，引入卷积神经网络处理的医学图像，与图注意力网络的输出共同作用于预测结果。最后，使用十折交叉验证证明模型性能的稳定性，并将结果与使用相同数据集的其他方法进行比较。结果表明，本文提出的模型取得了领先的准确率。

关键词：计算机应用深度学习多模态数据生存预测

基于自适应阈值ORB特征提取的果园双目稠密地图构建

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农业机械学报 2024年第6期55卷 42-51,59页

作者：薛金林褚阳阳宋悦温瑜张田煜南京农业大学工学院南京210031

针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过... 详细信息

针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过计算不同光照下图像平均像素求解阈值,对左右目图像提取ORB特征,增加了不同光照条件下的特征点匹配数量;然后根据特征点估计相机位姿完成局部地图跟踪,对跟踪线程产生的关键帧地图点进行BA优化完成局部地图构建。在原有算法基础上添加了基于ZED-stereo型相机双目深度融合的稠密建图模块,对左右目关键帧进行特征匹配获得图像对,利用图像对求解深度信息获取地图点,经过深度优化获取相机位姿,根据相机位姿进行局部点云的构建与拼接,最终对获得的点云地图进行全局BA优化,构建果园三维稠密地图。在KITTI数据集序列上进行测试,本文所改进的ORB-SLAM2算法的绝对轨迹误差更加收敛,轨迹误差标准差在00和07序列分别下降60.5%和62.6%,在其他序列上也有不同程度下降,表明本文算法定位精度较原始算法有所提高。不同光照环境下进行算法性能测试,结果表明本文算法较原始算法能更好地适应不同光照条件,在较强光照、正常光照、偏弱光照和阴雨天气下特征点平均匹配数量增加5.32%、4.53%、8.93%、12.91%。进行果园直线和稠密建图试验,结果表明直线行驶偏航角更加收敛,定位精确度高,关键帧提取数量较原始算法下降2.86%、平均跟踪时间减少39.3%;稠密建图效果好,能够很好地反映机器人位姿和果园真实环境信息,满足果园三维稠密点云地图构建需求,可为果园机器人导航路径规划提供支持。

关键词：果园稠密建图自适应阈值特征提取 ORB-SLAM2 双目相机

畜禽粪污处理中氨气膜接触器回收的传质及选择性研究

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农业机械学报 2024年第2期55卷 338-345页

作者：贺清尧廖婷陈号迁刘梦飞纪龙晏水平华中农业大学工学院武汉430070

对畜禽粪污好氧堆肥中产生的氨气与厌氧发酵后沼液中的氨氮进行回收,不仅可以减少污染物和温室气体的排放,达到减污降碳的目的,还能获得氮肥产品,增加粪污处理的经济性。针对现有氨气捕集过程中设备体积大和灵活性差等问题,提出了采用... 详细信息

对畜禽粪污好氧堆肥中产生的氨气与厌氧发酵后沼液中的氨氮进行回收,不仅可以减少污染物和温室气体的排放,达到减污降碳的目的,还能获得氮肥产品,增加粪污处理的经济性。针对现有氨气捕集过程中设备体积大和灵活性差等问题,提出了采用中空纤维膜来实现氨气捕集的目标。采用空气吹扫氨水溶液模拟了不同情形下的氨气浓度与空气流量,测试不同情形下氨气捕集的通量和回收率,分析影响氨气捕集的主要因素和传质特性。结果表明,氨气向膜内传质的阻力主要受气相传质阻力和膜的传质阻力影响,低空气流量下气相传质阻力占主导地位。提升空气流量至5 L/min时,气相传质阻力比0.5 L/min时下降53.6%,此时膜内传质阻力占主导。氨气捕集通量随进膜氨气浓度的增大而提升。在空气流量低于1 L/min下,氨氮回收率高于95%,0.5 L/min时的氨氮回收率高于99%。在氨气停留时间足够的条件下,氨氮回收率仅与酸液吸收容量相关。在温度差和浓度差的影响下,空气中的水蒸气会向膜内的吸收剂中传递。吸收剂中含质量分数26%的硫酸铵比仅含1%的硫铵溶液水回收通量高13.3倍,氨氮分离因子由41.6降低至3.06。酸液质量分数对氨气的传质无显著影响。文献对比表明典型状态下粪污处理中的氨气释放质量浓度与本研究中涉及的质量浓度区间基本一致,说明中空纤维膜捕集氨气具有较广的适用性。

关键词：粪污处理氨气膜吸收中空纤维膜