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基于Kriging的多阶段加点策略及离心叶轮汽蚀优化

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西北工业大学学报 2024年第3期42卷 467-476页

作者：陈璇李嘉李斌邹学奇蔡飞超西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 长安大学工程机械学院陕西西安710064 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了实现燃油离心泵汽蚀特性智能优化设计,提出一种基于Kriging的多阶段主动学习加点策略。重点是建立3个阶段的加点策略,并明确各阶段加点策略的切换判据。基于一维函数、多维函数等测试函数,与单加点策略对比以验证多阶段主动学习加... 详细信息

为了实现燃油离心泵汽蚀特性智能优化设计,提出一种基于Kriging的多阶段主动学习加点策略。重点是建立3个阶段的加点策略,并明确各阶段加点策略的切换判据。基于一维函数、多维函数等测试函数,与单加点策略对比以验证多阶段主动学习加点策略的有效性。进而,以某型燃油离心泵为例,完成所提出加点策略在其汽蚀特性的优化应用。测试函数算例结果表明:多阶段主动学习加点策略达到相同精度所需时间稍长于单MSE策略,优于单EI策略与单CV策略;但相比单MSE策略,全局最优解局部精度更高。离心泵汽蚀特性优化结果表明:优化泵进口处压力损失降低且进口处回流、旋涡等局部流动减弱,蜗壳内压力梯度增大且其出口处旋涡流动减弱;优化泵的汽蚀系数提高30.83%,汽蚀余量下降9.14%,汽蚀比转数下降7.17%,泵内气体含量下降17.27%,所提出的方法有效地提高了离心泵的抗汽蚀性能。

关键词：燃油离心泵汽蚀特性 Kriging 加点策略优化设计

基于YOLOv8的铸件DR图像小目标缺陷检测

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特种铸造及有色合金 2024年

作者：储钰昆吴磊杨洪刚陈云霞上海第二工业大学上海电机学院机械学院

针对铸造零件X射线DR图像小目标缺陷特征不明显，现有目标检测算法精度不高的问题，提出一种基于YOLOv8的铸件DR图像小目标缺陷检测方法。首先通过CLAHE算法，增加图像对比度，突出缺陷细节。其次对灰度图像进行通道扩充，增加深度学习... 详细信息

针对铸造零件X射线DR图像小目标缺陷特征不明显，现有目标检测算法精度不高的问题，提出一种基于YOLOv8的铸件DR图像小目标缺陷检测方法。首先通过CLAHE算法，增加图像对比度，突出缺陷细节。其次对灰度图像进行通道扩充，增加深度学习网络可学习信息。最后改进YOLOv8网络，使用空洞卷积提取更大感受野的初始特征；引入SimAM注意力机制加强重要特征；添加小目标检测层获得较大尺寸的特征图。结果表明，改进的YOLOv8算法对铸件小目标缺陷检测的均值平均精度(mAP)和mAP@0.5:0.95分别达到了86.1%和52.5%，较原模型分别提高了2.4和4.8个百分点，铸件小目标缺陷检测精度更高。

关键词：深度学习缺陷检测 YOLOv8 图像处理

大量氘氩/氖混合气体注入对托卡马克逃逸电流抑制的数值研究

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核技术 2024年第8期47卷 98-106页

作者：韩真哲郑平卫南华大学资源环境与安全工程学院衡阳421001 南华大学核能与核安全国际科技合作示范基地衡阳421001

托卡马克等离子体破裂会产生逃逸电流,如不进行抑制,其携带的巨大能量将对设备造成严重破坏。本文使用DREAM程序中的流体模型,基于中国环流器二号M(HL-2M)托卡马克装置大等离子体电流放电条件,研究注入氘氩/氖混合气体对破裂逃逸电流的... 详细信息

托卡马克等离子体破裂会产生逃逸电流,如不进行抑制,其携带的巨大能量将对设备造成严重破坏。本文使用DREAM程序中的流体模型,基于中国环流器二号M(HL-2M)托卡马克装置大等离子体电流放电条件,研究注入氘氩/氖混合气体对破裂逃逸电流的影响。研究表明:注入氘氩/氖混合气体可以抑制最终形成的平台逃逸电流。在讨论的破裂前等离子体电流I_(p)范围内,最优条件下氩/氖在混合气体中的含量应在0.50%~0.70%,氘的注入量应在10^(20)~10^(21)m^(-3)。在这个范围外,氘氩/氖混合气体注入对逃逸电流的抑制效果都会减弱,甚至会增大逃逸电流。破裂前等离子体电流I_(p)是影响逃逸电流的关键因素。I_(p)越大,形成的逃逸电流越大,也需要注入更多的混合气体。在I_(p)高达10 MA的聚变堆级托卡马克装置上,注入混合气体的密度需要达到10^(22)m^(-3),这是目前大量气体注入(Massive Gas Injection,MGI)技术所不能达到的,通过散裂弹丸注入氘氩/氖混合物将是更加可行的方式。

关键词：托卡马克等离子体破裂逃逸电流大量混合气体注入氘氩/氖混合气体

芬顿法和微波协同芬顿法在放射性TBP/OK废液处理中的对比分析

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核化学与放射化学 2024年第5期46卷 483-489,I0003页

作者：孙为洁王倩伍桐黄欢辉周青芝南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

铀提纯和乏燃料后处理过程中会产生放射性磷酸三丁酯(TBP)/煤油(OK)有机废液,为了避免因放射性有机废液常年累积而造成的安全隐患,亟需对其进行处理。分别研究了传统芬顿法和微波协同芬顿法对模拟放射性TBP/OK废液的处理效果,以及芬顿... 详细信息

铀提纯和乏燃料后处理过程中会产生放射性磷酸三丁酯(TBP)/煤油(OK)有机废液,为了避免因放射性有机废液常年累积而造成的安全隐患,亟需对其进行处理。分别研究了传统芬顿法和微波协同芬顿法对模拟放射性TBP/OK废液的处理效果,以及芬顿试剂的ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2))、ρ(Fe^(2+))、初始pH和氧化时间等因素对化学需氧量(COD)去除率的影响程度。结果表明:单一芬顿法最佳的工艺条件为ρ(Fe^(2+))=20 mg/L,ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2))=1∶10,初始pH=1.90,氧化时间=15 min,TBP/OK的COD去除率最高可以达到72.01%;其中,对COD去除率影响最大的因素为ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2)),后依次为ρ(Fe^(2+))、初始pH和氧化时间;当同处于最佳反应条件下,微波协同芬顿法处理模拟放射性TBP/OK的效果优于传统加热+芬顿的方法,更优于单一芬顿法;在微波协同作用下,芬顿体系的COD去除率能够提升至95.80%,芬顿试剂的用量也从ρ(Fe^(2+))=20 mg/L、ρ(H_(2)O_(2))=200 mg/L降低至ρ(Fe^(2+))=10 mg/L、ρ(H_(2)O_(2))=100 mg/L。由此可见,微波的协同作用不仅进一步提高了芬顿氧化的效率,而且降低了芬顿试剂的用量。

关键词： TBP/OK 芬顿氧化降解微波协同作用

融合EEMD-CNN的水电机组磨碰故障声纹识别模型

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水力发电学报 2024年第1期43卷 59-69页

作者：肖博屹曾云刀方邹屹东李想拜树芳昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 武汉大学动力与机械学院武汉430072

水电机组声纹信号包含大量反映内部机械状态的有效信息,为了准确提取水电机组磨碰故障声纹特征,提出一种基于聚合经验模态分解(EEMD)与卷积神经网络(CNN)相结合的水电机组磨碰声纹识别模型。首先将水电机组噪声信号进行EEMD分解,得到若... 详细信息

水电机组声纹信号包含大量反映内部机械状态的有效信息,为了准确提取水电机组磨碰故障声纹特征,提出一种基于聚合经验模态分解(EEMD)与卷积神经网络(CNN)相结合的水电机组磨碰声纹识别模型。首先将水电机组噪声信号进行EEMD分解,得到若干本征模态分量(IMF)和残余分量(Res),然后将得到的IMF和Res与原噪声信号构建融合特征向量;以融合特征向量为输入,碰磨故障输出,正常和碰磨故障试验数据为样本,训练CNN深度学习神经网络,得到水电机组磨碰故障识别器,识别水电机组磨碰故障。结合水机电耦合平台和实际机组试验磨碰数据,验证了所提方法对水电机组碰磨故障识别效果,平均准确率达到99.8%,且该方法识别效果显著优于其他几种识别模型。

关键词：水电机组声纹信号卷积神经网络 EEMD 故障诊断

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混流式水轮机启停机瞬态过程流动特性

排灌机械工程学报 2024年

作者：陈荣洲刘华良陈宣有张鑫鑫王鹏飞赵文胜武汉大学动力与机械学院浙江浙能北海水力发电有限公司

混流式水轮机在启停机过程中会伴随着压力脉动，作用在结构上会产生交变应力，同时转子叶片在运动过程中会产生空化现象，这些均会缩短水轮机转轮的使用寿命。为了获取不同工况下水轮机压力分布及空化情况，为水轮机运行故障预警提供数... 详细信息

混流式水轮机在启停机过程中会伴随着压力脉动，作用在结构上会产生交变应力，同时转子叶片在运动过程中会产生空化现象，这些均会缩短水轮机转轮的使用寿命。为了获取不同工况下水轮机压力分布及空化情况，为水轮机运行故障预警提供数据支撑，以滩坑水电站水轮机为研究对象，开展启停工况下数值模拟研究。研究发现：减小水轮机压力波动有两种方案：启动时逐步打开导叶开度，停机时减小导叶开度后缓慢打开；且由于水轮机动能转化能力有限，水流动能的增加无法使全部动能成比例转化为出力，随着转速的增加，其出力效率显著增加，但在Uin= 10 m/s时不同转速的出力效率相同，在流速继续增大时旋转效率变化并不明显；水轮机出口区域水头较高，较容易形成负压或者水流断层的现象，在低流速工况下，随着转轮速度的增加，其空化范围达到10%。

关键词：混流式水轮机压力脉动空化 CFD

miR-301b-3p在肾透明细胞癌组织中表达及其对肾透明细胞癌细胞恶性生物学的影响

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中国老年学杂志 2024年第20期 4993-4999页

作者：费良玉王昕禧符浩唐亚纯段斌南华大学衡阳医学院附属南华医院肾内科南华大学衡阳医学院附属南华医院泌尿外科

目的探讨微小RNA(miR)-301b-3p在肾透明细胞癌(ccRCC)组织中表达及其对ccRCC细胞恶性生物学的影响。方法基于癌症基因组图谱(TCGA)数据库分析miR-301b-3p在ccRCC组织中的表达水平，并分析其与ccRCC患者预后的关系。采用实时荧光定量-... 详细信息

目的探讨微小RNA(miR)-301b-3p在肾透明细胞癌(ccRCC)组织中表达及其对ccRCC细胞恶性生物学的影响。方法基于癌症基因组图谱(TCGA)数据库分析miR-301b-3p在ccRCC组织中的表达水平，并分析其与ccRCC患者预后的关系。采用实时荧光定量-聚合酶链反应(qRT-PCR)检测71例ccRCC组织及5种ccRCC细胞系中miR-301b-3p表达水平。以miR-301b-3p表达量最高的ccRCC细胞系Caki-1为研究对象，将miR-301b-3p inhibitor及其阴性对照inhibitor-NC转染至Caki-1中，CCK-8法检测细胞增殖活性；流式细胞术检测细胞凋亡水平；Transwell检测细胞迁移和侵袭能力；Western印迹检测细胞中B细胞淋巴瘤(Bcl)-2相关X蛋白(Bax)、Bcl-2和剪切的胱天蛋白酶(cleaved-Caspase)-3蛋白表达水平。采用生物信息学方法对miR-301b-3p下游靶基因进行预测，并进一步结合Pearson相关性分析和预后分析结果筛选miR-301b-3p关键靶基因。结果 TCGA数据库分析结果显示，miR-301b-3p在ccRCC组织中明显高表达(P<0.05),且其高表达与ccRCC患者不良预后相关(P<0.05)。qRT-PCR结果显示，miR-301b-3p在人ccRCC组织及细胞系中明显高表达(P<0.05);下调miR-301b-3p表达可显著抑制Caki-1细胞增殖、迁移和侵袭，并明显促进细胞凋亡，明显上调Bax和cleaved-Caspase-3蛋白表达，明显下调Bcl-2蛋白表达(P<0.05)。生物信息学分析结果显示，三结构域蛋白(TRIM)2、非七激酶子同源物(SOS)2和核受体亚家族3C族成员(NR3C)2可能是miR-301b-3p参与调控ccRCC细胞恶性生物行为的下游关键靶基因。结论 miR-301b-3p在ccRCC组织中高表达，其表达下调可显著抑制ccRCC细胞的恶性生物学行为。

关键词：肾透明细胞癌微小RNA(miR)-301b-3p 增殖凋亡迁移侵袭

石墨烯量子点对蛇纹石混凝土力学性能及微结构的影响

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复合材料学报 2024年第10期 5540-5548页

作者：杨昭石建军张志恒陈磊南华大学土木工程学院

为了考察石墨烯量子点(GQDs)作为外掺料改善蛇纹石混凝土性能的可行性，研究了25、150、300、450和600℃时GQDs掺量对蛇纹石混凝土强度、结晶水损失率和微结构的影响。结果表明：室温(25℃)下，蛇纹石混凝土强度随GQDs掺量的增加而提升... 详细信息

为了考察石墨烯量子点(GQDs)作为外掺料改善蛇纹石混凝土性能的可行性，研究了25、150、300、450和600℃时GQDs掺量对蛇纹石混凝土强度、结晶水损失率和微结构的影响。结果表明：室温(25℃)下，蛇纹石混凝土强度随GQDs掺量的增加而提升，当掺量为0.12wt%时，改善效果最佳，其7天、28天抗压强度和28天劈裂抗拉强度分别较基准组提高了26.4%、20.9%和27.7%；加热期间，与未掺GQDs的蛇纹石混凝土相比，掺入0.12wt%的GQDs使蛇纹石混凝土结晶水损失率降低了1.8%～20.0%，抗压强度和劈裂抗拉强度分别增加了18.0%～34.0%和29.4%～39.8%；微观试验表明高温环境促使蛇纹石混凝土水化，而GQDs拥有较好的导热性和纳米填充性，在二者共同作用下显著提高了蛇纹石混凝土的微观致密度，且300℃时致密度最高。

关键词：蛇纹石混凝土石墨烯量子点结晶水力学性能高温稳定性微结构

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一种小体积氡子体气溶胶调控装置的研制

核技术 2024年第10期47卷 91-100页

作者：邓天羽单健蔡祥鸣李灏璇李鸿亮曾旭威南华大学核科学技术学院

为了满足国内外放射性气溶胶监测仪的氡子体气溶胶干扰量有效性校准的需求，基于气溶胶粒子与氡及其子体的行为规律，研制了小体积氡子体气溶胶调控装置，该装置包括气溶胶稀释回路、氡子体调控回路和可编程逻辑控制器（Programmable Lo... 详细信息

为了满足国内外放射性气溶胶监测仪的氡子体气溶胶干扰量有效性校准的需求，基于气溶胶粒子与氡及其子体的行为规律，研制了小体积氡子体气溶胶调控装置，该装置包括气溶胶稀释回路、氡子体调控回路和可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）控制系统的总控箱三部分，通过调控装置内的氡浓度、气溶胶粒子数浓度与换气率，能够输出氡子体状态参数稳定的氡子体气溶胶。实验结果表明，该小体积氡子体气溶胶调控装置可以实现的平衡当量浓度稳定调控范围为：3.3×10～2～9.4×10～3 Bq·m-3，平衡因子的稳定调控范围为：0.12～0.58，未结合态份额的稳定调控范围为：1.4%～62.7%。在4 h内可以保证平衡当量氡浓度的变化范围在10%以内，均匀性实验相对标准偏差小于7%。氡子体关键参数的调控范围宽泛、氡子体空间分布的均匀性与稳定性较好，可以有效模拟现场测量环境，达到了装置的研制目的。

关键词：氡子体气溶胶平衡因子未结合态份额