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直接快速迭代滤波分解的刀具磨损状态识别方法

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机械科学与技术 2023年

作者：苗志滨殷再航蒙占彬丛晓红崔哲哈尔滨工程大学计算机科学及技术学院北部湾近海海洋工程装备与技术重点实验室

针对传统特征提取的刀具磨损状态识别不能充分表征振动信号磨损特征导致磨损状态识别精度不高的问题，提出了一种直接快速迭代滤波分解方法（Direct fast iterative filtering decomposition，dFIF）结合黏菌优化支持向量机（Slime moul... 详细信息

针对传统特征提取的刀具磨损状态识别不能充分表征振动信号磨损特征导致磨损状态识别精度不高的问题，提出了一种直接快速迭代滤波分解方法（Direct fast iterative filtering decomposition，dFIF）结合黏菌优化支持向量机（Slime mould algorithm-Support vector machine，SMA-SVM）的刀具磨损状态识别方法。首先，通过直接快速迭代滤波分解方法（dFIF）对铣刀振动信号进行分解处理；其次，对分解产生的本征模态函数( Intrinsic mode function，IMF)使用加权稀疏峭度指标（Weighted sparseness kurtosis，WSK）进行计算评分，选择评分高的IMF进行降噪重构；最后，利用黏菌优化支持向量机（SMA-SVM）构建分类优化模型，将重构信号特征通过主成分分析（Principal component analysis，PCA）降维后输入优化模型，进行刀具磨损状态的分类识别。通过实验结果证明，提出的刀具磨损识别率高达99.8%，相比较于对比实验该方法能够快速、准确的识别铣刀的四种磨损状态，有一定的实践意义和研究价值。

关键词：直接快速迭代滤波分解刀具磨损识别支持向量机黏菌算法

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海南岛地下水资源状况及其环境地质问题

中国地质 2024年第2期51卷 499-510页

作者：卢丽樊连杰裴丽欣邹胜章林永生邓日欣王喆中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 广西岩溶资源环境工程技术研究中心广西桂林541004 自然资源部/广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 中国地质调查局海口海洋地质调查中心海南海口571127 东华理工大学化学生物与材料科学学院江西南昌330013

【研究目的】海南既是中国最大的经济特区,又是“一带一路”倡议中的重要支点,揭示海南岛地下水资源禀赋,探究地下水资源分布特征及存在的环境地质问题,可以为海南生态保护和高质量发展提供重要支撑。【研究方法】本文以海南岛为研究区... 详细信息

【研究目的】海南既是中国最大的经济特区,又是“一带一路”倡议中的重要支点,揭示海南岛地下水资源禀赋,探究地下水资源分布特征及存在的环境地质问题,可以为海南生态保护和高质量发展提供重要支撑。【研究方法】本文以海南岛为研究区,划分评价单元,分析地下水流场特征,评价地下水资源量及水质情况,探究地下水开发利用状况,查明主要环境地质问题。【研究结果】海南岛多年平均地下水资源量约为132.05×10^(8)m^(3)/a,在行政区中,海口市的地下水资源量最大,多年均值为11.33×10^(8)m^(3)/a,昌江县的最小,多年均值为0.07×10^(8)m^(3)/a。海南岛地下水水质整体较差,水质较差区分布在滨海平原区和山前地带,超标因子主要为pH、Al、Mn。岛内存在一系列的环境地质问题,包括琼北盆地的区域性水位下降问题、三亚市海棠湾和榆林湾、东方市板桥镇等地区的海水入侵和土壤盐渍化问题、东方市、昌江县和乐东县等地区的土地沙漠化问题、矿山开采产生的地质环境问题。【结论】海南岛地下水资源量较为丰富,分布差异大,地下水水质较差,环境地质问题突出,应进一步加强水文地质与水资源调查监测工作,加快构建水资源节约集约利用新格局,推进地下水生态环境保护。

关键词：地下水资源地下水位生态环境水文地质调查工程海南岛海南省

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高速永磁电机的发展历程及展望

电大理工 2023年第1期 6-13页

作者：申康劳启华王建张占安北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 广西海洋工程装备与技术重点实验室广西钦州535011 广西高校北部湾近海海洋工程装备与技术重点实验室广西钦州535011

电动机消耗的电能约占发电总量的60%~70%,随着节能减排及可持续发展意识日益增强,对高效率、高体积/重量密度比的永磁电机的发展研究尤为重要。从高速电机关键零部件的发展历程、国内外行业现状、驱动控制技术三个方面概述了高速永磁电... 详细信息

电动机消耗的电能约占发电总量的60%~70%,随着节能减排及可持续发展意识日益增强,对高效率、高体积/重量密度比的永磁电机的发展研究尤为重要。从高速电机关键零部件的发展历程、国内外行业现状、驱动控制技术三个方面概述了高速永磁电机技术的研究现状。通过综述分析,表明高速永磁电机在效率优化、功率密度比、高转速及超高转速领域取得了长足的发展。文章对高速永磁电机及驱动控制技术的发展历程及现状进行了分析,探讨了高速永磁电机在建模仿真优化设计、高效化、集成化、智能化四个方向上发展的趋势,为未来在此领域的研究工作及推动我国电机工业节能降耗方面的研究提供建议。

关键词：高速永磁电机节能降耗高效率发展趋势

智能航运时代下应用型航海技术专业人才培养体系构建

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交通企业管理 2023年第2期38卷 93-96页

作者：田五六孟贝贝廖作文王丹覃志居北部湾大学海运学院广西海洋工程装备与技术重点实验室广西高校北部湾近海海洋工程装备与技术重点实验室北部湾大学经济管理学院

21世纪是海洋的世纪,航运是海洋经济一项重要组成部分。国务院2015年印发的《中国制造2025》将高技术船舶列入重点发展领域。《智能航运发展指导意见》等文件的颁行,规划了2035年、2050年的长远目标,提出推进智能船舶技术应用,提升智能... 详细信息

21世纪是海洋的世纪,航运是海洋经济一项重要组成部分。国务院2015年印发的《中国制造2025》将高技术船舶列入重点发展领域。《智能航运发展指导意见》等文件的颁行,规划了2035年、2050年的长远目标,提出推进智能船舶技术应用,提升智能航运仪器、设备和系统的设计与建(制)造能力。在智能制造、工业4.0、人工智能2.0等新一轮工业革命浪潮的推动及海洋强国战略、制造强国战略和“一带一路”倡议指引下,船舶智能化是未来船舶工业实现产业转型升级,向更高层次发展的重要方向。

关键词：智能航运航海技术产教融合人才培养体系构建

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温度对拟穴青蟹循环水养殖系统微生物群落结构的影响

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中国水产科学 2020年第4期27卷 393-405页

作者：罗金飞廖永岩李书迪冯国禄桂林理工大学环境科学与工程学院北部湾大学海洋学院广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室北部湾大学资源与环境学院

为探究温度对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)循环养殖水体中微生物群落的影响,深入理解环境因子与养殖水体微生物群落之间的相关性。在水温分别为18℃、22℃、26℃、30℃和32℃的循环养殖系统中进行拟穴青蟹养殖,采用16S rRNA高通量测... 详细信息

为探究温度对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)循环养殖水体中微生物群落的影响,深入理解环境因子与养殖水体微生物群落之间的相关性。在水温分别为18℃、22℃、26℃、30℃和32℃的循环养殖系统中进行拟穴青蟹养殖,采用16S rRNA高通量测序技术对不同温度下的养殖水体微生物群落组成进行分析。结果表明:(1) Alpha多样性指数显示5组水样中细菌群落多样性指数大小为t26>t22>t30>t32>t18,物种丰度大小为t22>t26>t32>t30>t18。温度可以导致养殖水体中微生物群落多样性发生变化,但并未发现二者之间直接的相关性。(2) 5种温度下的养殖系统中细菌群落共有31门、43纲、94目、185科和351属,变形菌门(Proteobacteria)为循环养殖水体中绝对优势菌门。在养殖系统水温为26℃时,养殖水体中氮磷污染物含量相对较高,其水中脱氮除磷菌属的相对丰度也显著高于其他4组。(3)由花瓣图和UPGMA聚类分析图进行相似性分析可知,水体微生物群落对温度的变化有着良好的响应, 5组水样的细菌群落结构总体相似性较低,其中最高温度32℃和最低温度18℃的水体中细菌群落结构最为相似。(4)水体中微生物群落结构和与环境因子的相关性分析显示,氮磷营养盐中的总磷(TP)和硝酸盐(NO3–-N)对水中微生物群落特征具有显著性影响,而温度是导致养殖水体中氮磷营养盐差异化的主要原因。上述研究结果初步解释了温度对拟穴青蟹循环养殖水微生物群落的作用机制,为下一步深入研究拟穴青蟹循环水养殖系统中环境变化与微生物的相互关系提供参考。

关键词：温度循环水养殖系统拟穴青蟹细菌群落高通量测序

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邮轮支柱板架连接点极限承载力研究

船舶力学 2022年第2期26卷 224-234页

作者：余建星袁祺伟葛珅玮余杨王华昆周文陈佰川天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室天津300072 招商局邮轮制造有限公司江苏南通226100 北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011

本文利用有限元软件ABAQUS建立含初始缺陷的邮轮支柱板架连接位置有限元模型,研究在支柱承载和不同面内加载形式的情况下,支柱、纵桁和强横梁的结构参数对板架极限承载力的影响。计算结果表明:随着支柱单位面积受载的增加,板架的极限承... 详细信息

本文利用有限元软件ABAQUS建立含初始缺陷的邮轮支柱板架连接位置有限元模型,研究在支柱承载和不同面内加载形式的情况下,支柱、纵桁和强横梁的结构参数对板架极限承载力的影响。计算结果表明:随着支柱单位面积受载的增加,板架的极限承载力降低,且支柱半径大和壁厚大的板架,由于支柱承受的压力越大,极限承载力越小;纵桁和强横梁腹板高度小,腹板厚度小,翼板宽度小,翼板厚度小的板架,在支柱的压力作用下板架的变形较大,极限承载力较小;随着支柱承受的压力增大,板架变形增大,最终会导致板架的失效模式从板格屈曲向整个板架梁弯曲破坏转变。

关键词：支柱板架极限承载力失效模式

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双赫姆霍兹复合喷嘴空化腔特性数值模拟

能源化工 2023年第6期44卷 13-19页

作者：严国珲邱成军黄皋闫佳琦张若雨北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 广西海洋工程装备与技术重点实验室广西钦州535011

基于自振频率更高的赫姆霍兹型喷嘴设计了双赫姆霍兹型脉冲空化射流喷嘴,通过数值模拟分析了谐振腔腔比、腔距、腔间中流道直径和圆角半径对其空化效应、湍流动能、出口速度等特性的影响。结果表明,谐振腔腔比、腔距、腔间中流道直径和... 详细信息

基于自振频率更高的赫姆霍兹型喷嘴设计了双赫姆霍兹型脉冲空化射流喷嘴,通过数值模拟分析了谐振腔腔比、腔距、腔间中流道直径和圆角半径对其空化效应、湍流动能、出口速度等特性的影响。结果表明,谐振腔腔比、腔距、腔间中流道直径和圆角半径的改变均会影响喷嘴内部空化效果。当谐振腔腔比为0.84,腔距为40 mm,腔间中流道直径为12 mm时,两个谐振腔内空化泡生成效果好,腔内含气率高,喷嘴出口湍流动能强,进而更利于脉冲空化清洗效率的提高。当对喷嘴两个腔室入口进行圆角处理时,喷嘴内部空化程度下降,湍流动能降低,抑制了喷嘴的空化脉冲性能,对改善喷嘴清洗效应具有反作用。

关键词：空化油罐清洗双赫姆霍兹数值模拟

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基于支持向量机的蠕墨铸铁表面粗糙度预测

表面技术 2020年第2期49卷 339-346页

作者：鲁娟张振坤吴智强马俊燕廖小平胡珊珊北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 广西大学机械工程学院南宁530004 广西制造系统与先进制造技术重点实验室南宁530004

目的准确预测蠕墨铸铁加工过程中的表面质量,指导加工参数调整,保证加工过程中加工质量的稳定,运用差分进化算法优化的SVM模型(DE-SVM)构建蠕墨铸铁表面粗糙度(Ra)预测模型和加工参数选择方法。方法采用DE-SVM提高支持向量机回归模型的... 详细信息

目的准确预测蠕墨铸铁加工过程中的表面质量,指导加工参数调整,保证加工过程中加工质量的稳定,运用差分进化算法优化的SVM模型(DE-SVM)构建蠕墨铸铁表面粗糙度(Ra)预测模型和加工参数选择方法。方法采用DE-SVM提高支持向量机回归模型的预测精度,建立针对实际加工材料的表面粗糙度预测模型,基于构建的预测模型,挖掘表面粗糙度与加工参数之间的关系,从而获得较优的加工参数。结果结合蠕墨铸铁的铣削加工实验数据,对比DE-SVM与常用优化算法(粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA))优化的SVM模型,DE-SVM模型获得的MAPE(0.122)和R2(0.9559)值均优于粒子群和遗传算法优化的支持向量模型获得MAPE和R2值。在给定的加工参数范围内,切削速度和进给速度对表面粗糙度的影响较大,且表面粗糙度与切削速度成正比关系,与进给速度成反比,而切削深度对表面粗糙度影响不显著。结论由实验的对比结果可知,采用DE-SVM模型建立的蠕墨铸铁表面粗糙度模型具有更高的预测精度,基于DE-SVM获得的加工参数对表面粗糙度的影响,可有效指导加工参数的选择与调整,对保持蠕墨铸铁优良的加工质量具有较好的指导意义。

关键词：差分进化算法支持向量机回归蠕墨铸铁切削表面粗糙度加工参数

一种融合多因素的MOS风暴潮灾害过程模拟研究

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安全与环境工程 2019年第3期26卷 50-55页

作者：张广平彭世球张晨晓北部湾大学海洋学院广西钦州535011 广西北部湾海洋灾害研究重点实验室广西钦州535011 北部湾大学食品与工程学院广西钦州535011

风暴潮数值模型预报结果在小尺度区域往往存在弱于或强于实况的问题。针对此问题,该风暴潮灾害模拟方法融合数值模型预报结果为特征要素,使用一种基于多要素MOS(Model Output Statistics)风暴潮灾害过程模拟方法来实现对风暴潮灾害的预... 详细信息

风暴潮数值模型预报结果在小尺度区域往往存在弱于或强于实况的问题。针对此问题,该风暴潮灾害模拟方法融合数值模型预报结果为特征要素,使用一种基于多要素MOS(Model Output Statistics)风暴潮灾害过程模拟方法来实现对风暴潮灾害的预报。该模拟方法是将低维的特征向量映射到高维的隐含层中进行支持向量机(SVM)学习训练并控制输出相对误差,其特点在于MOS风暴潮灾害过程模拟中融入数值模型预报结果,并通过在一定的约束条件下最小化不敏感损失函数的逐渐优化逼近实测值来实现。实例验证结果表明:在风暴潮灾害过程减增水切换时期,数值模型预报的水位增水峰值为0.95 m,低于水位实际增水峰值1.1 m,历时5 h,预报曲线表现较为平滑,而MOS风暴潮模型在此期间模拟得到历时2 h就达到水位增水峰值1.14 m,模拟曲线爬升明显较快,这与实际风暴潮灾害过程的特征更加吻合;从预报结果的均方误差(RMSS值)和相关系数(CORR值)来看,MOS风暴潮模型预报结果的RMSE值和CORR值分别为0.165 m和0.945,相比数值模型的0.190 m和0.912都有所提高,可为后期精细化风暴潮预报工作提供一种新的过程模拟思路。

关键词：风暴潮 MOS模型灾害过程模拟特征要素支持向量机(SVM) 海洋灾害