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3D打印制造约束下的多孔结构与路径协同优化方法

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机械工程学报 2024年

作者：夏令伟谢亿民马国伟河北工业大学智慧基础设施研究院皇家墨尔本理工大学创新结构与材料中心

多孔结构具有优异的综合性能，得到广泛工程应用。相较于等材制造和减材制造，3D打印增材制造在多孔结构的制备上更加灵活、效率更高。然而，其复杂的拓扑形态导致打印路径的不连续和不均匀填充，降低成型质量和力学性能。针对上述问题... 详细信息

多孔结构具有优异的综合性能，得到广泛工程应用。相较于等材制造和减材制造，3D打印增材制造在多孔结构的制备上更加灵活、效率更高。然而，其复杂的拓扑形态导致打印路径的不连续和不均匀填充，降低成型质量和力学性能。针对上述问题，提出了基于Voronoi骨架的多孔结构与路径协同优化方法。在结构优化的基础上，通过施加制造约束考虑路径优化问题，生成适合3D打印的多孔结构。结构的材料分布可根据受力状态进行调整，以周期和梯度两种形态构造Voronoi多孔单元。结合深度优先检索算法，优化结构采用Voronoi骨架偏置而成的全局连续路径填充。计算结果显示协同优化方法解决了路径的整数倍和自交问题，实现了多孔结构的均匀打印；消除了路径断点和喷头空驶产生的打印缺陷。通过挤出成型增材制造技术验证了可行性。力学实验证明由于协同优化方法实现了多孔结构的高质量打印，打印构件的力学性能明显优于传统方法。本研究为实现3D打印多孔结构的高性能化、推动材料-结构-性能一体化设计具有重要作用。

关键词：增材制造结构优化路径优化设计制造一体化

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V形截面管充液压制圆角充填行为研究

塑性工程学报 2024年第7期31卷 132-139页

作者：庄永鹏汪叶杰王刚韩聪哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密国防热加工重点实验室黑龙江哈尔滨150001

基于力学分析,利用有限元模拟和充液压制成形实验研究了V形截面管圆角成形所需内压。在不同内压下对成形管材壁厚的变化进行了充液压制实验研究。并通过理论计算选择合适的实验参数,成形出符合要求的扭力梁结构件。结果表明:圆角半径越... 详细信息

基于力学分析,利用有限元模拟和充液压制成形实验研究了V形截面管圆角成形所需内压。在不同内压下对成形管材壁厚的变化进行了充液压制实验研究。并通过理论计算选择合适的实验参数,成形出符合要求的扭力梁结构件。结果表明:圆角半径越小,成形所需内压越大;V形截面管内圆角半径随着内压的增加而减小,外圆角半径随着内压的增加而增大;V形截面管壁厚增厚主要发生在上侧圆角区,减薄主要发生下圆角区,并且最大减薄发生在下圆角中心区。

关键词：充液压制 V形截面管圆角填充内压壁厚分布

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高速高压燃油齿轮泵典型卸荷槽对比分析

航空学报 2024年第5期45卷 336-351页

作者：齐国宁吴宝海符江锋中国航发西安动力控制科技有限公司西安710077 西北工业大学航空发动机高性能制造工信部重点实验室西安710072 西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心西安710072 西北工业大学动力与能源学院西安710072

卸荷槽是缓解齿轮泵困油的有效措施,其设计合理与否直接影响齿轮泵的工作效率和寿命。本文给出了一种基于计算流体力学(CFD)的卸荷槽性能分析方法,重点开展了多种不同结构形式卸荷槽的性能对比研究,从困油压力、气体体积分数、出口流量... 详细信息

卸荷槽是缓解齿轮泵困油的有效措施,其设计合理与否直接影响齿轮泵的工作效率和寿命。本文给出了一种基于计算流体力学(CFD)的卸荷槽性能分析方法,重点开展了多种不同结构形式卸荷槽的性能对比研究,从困油压力、气体体积分数、出口流量、流量不均匀系数等多个技术指标评估对比了不同结构卸荷槽的工作性能。研究对比结果表明,卸荷槽F的结构形式与矩形、圆形及卸荷槽E相比综合性能最优,流量不均匀度仅为5.25%,困油压力峰值为18 MPa,具有困油压力小,容积效率高,流量品质高等优点,适用于高速、高压燃油齿轮泵方案设计;此外,在卸荷槽设计时,通过增大低压腔卸荷槽面积以及卸荷槽向低压腔偏移,有助于空化的抑制,并且能缓解困油,降低流量脉动,在新型卸荷槽F的结构设计时考虑该因素,可进一步提升卸荷槽的综合性能。

关键词：航空发动机燃油齿轮泵卸荷槽困油空化

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大模型时代:知识的生成式“涌现”

学海 2024年第1期 81-96,214,215页

作者：米加宁董昌其哈尔滨工业大学经济与管理学院哈尔滨150001

随着计算能力的提高和数据的爆炸性增长,生成式大模型逐渐成为知识生产的核心力量,并深刻改变了人类知识的生产方式。本文系统探讨了从古典学术到现代信息科技的知识生产历程,将传统知识生产方式归纳为个体的知识涌现。与之相对应的大... 详细信息

随着计算能力的提高和数据的爆炸性增长,生成式大模型逐渐成为知识生产的核心力量,并深刻改变了人类知识的生产方式。本文系统探讨了从古典学术到现代信息科技的知识生产历程,将传统知识生产方式归纳为个体的知识涌现。与之相对应的大模型时代,知识生产方式则可称为生成式的知识涌现,从而造就了新的知识高原。大模型时代生成式知识涌现的机理,表现为知识结构和生成逻辑两方面的转变。虽然生成式大模型在文本生成、数据分析等领域设立了一种难以超越的“基线”,但人类在创造、批判思考和情感判断上的独特能力仍然不可或缺。结合人机协同的哲学和技术探索,本文为未来知识生产的新时代提供了一个全面而深入的视角,并在此基础上勾画人机协同共创知识高峰的路径。

关键词：生成式大模型知识生产大数据人机协同人工智能

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信息瓶颈引导的颅内出血分割方法

计算机应用 2024年

作者：蒋杰骆功宁董素宇李凡丁李向宇李钦策袁永峰王宽全哈尔滨工业大学计算学部东北林业大学计算机与控制工程学院

在计算机辅助诊断领域，精确分割CT图像中的颅内出血对于后续的治疗和预后至关重要。针对小出血区域难以分割的问题，提出一种信息瓶颈引导的颅内出血分割方法。首先，该方法采用U-Net架构作为基础，引入信息瓶颈层以增强与颅内出血分... 详细信息

在计算机辅助诊断领域，精确分割CT图像中的颅内出血对于后续的治疗和预后至关重要。针对小出血区域难以分割的问题，提出一种信息瓶颈引导的颅内出血分割方法。首先，该方法采用U-Net架构作为基础，引入信息瓶颈层以增强与颅内出血分割相关的关键特征的识别。其次，通过设计的残差空间自适应归一化模块，信息激活图(IAM)被有效整合到分割流程中，提升网络对出血区域的识别和定位能力。最后，引入交互引导损失函数以优化模型对于难分割区域的处理，进一步增强模型的泛化性能。在内部数据集上的评估结果表明，所提方法在Dice相似性系数(DSC)、归一化表面Dice(NSD)和相对体积差(RVD)三个指标上分别达到了78.1%、90.1%和0.115。此外，在公开数据集INSTANCE 2022上，与其他的分割方法进行比较，各项指标相较于其他分割方法的最好结果，分别提升1.9、2.4、3.2个百分点，实验结果验证所提方法在颅内出血分割任务中的有效性和优越性，可用于协助临床医生进行颅内出血分割。

关键词：颅内出血分割信息瓶颈交互引导损失残差空间自适应归一化 U-Net

基于GHM可视化和深度学习的恶意代码检测与分类

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信息安全研究 2024年第3期10卷 216-222页

作者：张淑慧胡长栋王连海徐淑奖邵蔚兰田齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 济南250014 算力互联网与信息安全教育部重点实验室(齐鲁工业大学(山东省科学院)) 济南250014 山东省计算机网络重点实验室(山东省计算中心(国家超级计算济南中心)) 济南250014 山东省基础科学研究中心(计算机科学)齐鲁工业大学(山东省科学院) 济南250014

恶意代码的复杂性和变异性在不断增加,致使恶意软件的检测变得越来越具有挑战性.大多数变异或未知的恶意程序是在现有恶意代码的逻辑基础上进行改进或混淆形成的,因此发现恶意代码家族并确定其恶意行为变得越来越重要.提出了一种基于GHM... 详细信息

恶意代码的复杂性和变异性在不断增加,致使恶意软件的检测变得越来越具有挑战性.大多数变异或未知的恶意程序是在现有恶意代码的逻辑基础上进行改进或混淆形成的,因此发现恶意代码家族并确定其恶意行为变得越来越重要.提出了一种基于GHM(Gray, HOG,Markov)的新型恶意软件可视化方法进行数据预处理.与传统的可视化方法不同,该方法在可视化过程中通过HOG和马尔科夫提取出更加有效的数据特征,并构建了3通道彩色图像.此外,构建了基于CNN和LSTM的VLMal分类模型,对可视化图像进行恶意软件检测分类.实验结果表明,该方法可以有效地检测和分类恶意代码,具有较好的准确性和稳定性.

关键词：恶意软件检测深度学习恶意软件分类内存取证可视化

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MOFs基油水分离膜的研究进展

膜科学与技术 2024年

作者：方芳刘飞龙程喜全上海市供水调度监测中心哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院

含油废水对生态系统、人类健康和海洋生物具有不利影响。传统的油水分离方法能耗高、分离效率低，限制了在乳液分离中应用。近年来，基于金属-有机骨架（MOFs）的油水分离膜因其灵活可变的结构、表面积大、高孔隙率、易于制造以及可调... 详细信息

含油废水对生态系统、人类健康和海洋生物具有不利影响。传统的油水分离方法能耗高、分离效率低，限制了在乳液分离中应用。近年来，基于金属-有机骨架（MOFs）的油水分离膜因其灵活可变的结构、表面积大、高孔隙率、易于制造以及可调节的功能性，在油水分离中的应用受到了广泛关注。本文系统地论述了MOFs基油水分离膜分离机理和优势。在此基础上，重点阐述了MOFs基油水分离膜的分类和在实际应用中的性能表现。此外，详细介绍了不同种类MOFs基油水分离膜的合成方法和其特点，展望了MOFs基油水分离膜的研究前景，为实现其大规模应用提供理论依据和技术指导。

关键词：膜处理技术金属有机框架油水分离

DBCC-Join:一种新的高速缓存敏感的磁盘连接算法

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计算机学报 2010年第8期33卷 1500-1511页

作者：韩希先杨东华李建中哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院高性能计算中心哈尔滨150001

随着CPU和内存的性能差距越来越大,系统设计者在CPU寄存器和内存之间插入高速缓存来弥补这个差距.高速缓存的数据存取速度远高于内存,所以数据库操作要获得更好的性能就必须考虑充分利用高速缓存.基于磁盘的连接操作是一种常用并且耗时... 详细信息

随着CPU和内存的性能差距越来越大,系统设计者在CPU寄存器和内存之间插入高速缓存来弥补这个差距.高速缓存的数据存取速度远高于内存,所以数据库操作要获得更好的性能就必须考虑充分利用高速缓存.基于磁盘的连接操作是一种常用并且耗时的数据库查询操作,可是大多数传统的连接算法在设计时都没有考虑高速缓存的使用,从而使得这些连接算法无法充分利用CPU的能力.文中分析了传统的连接算法在高速缓存利用方面的问题,并且提出了一种新的可以充分利用高速缓存的磁盘连接算法DBCC-Join.连接位置索引对表JPIPT是用到的数据结构,说明了每个连接结果元组在各自表中的位置索引对.DBCC-Join的执行包括两个阶段:JPIPT构建阶段和结果输出阶段.JPIPT构建阶段对列存储化的连接属性执行高速缓存敏感的算法来构建连接位置索引对表.利用获得的JPIPT,结果输出阶段只需要对数据表执行一遍顺序扫描就可以获得结果.该文是第一篇提出利用高速缓存的磁盘连接算法的文章.实验表明,和传统磁盘连接算法相比,DBCC-Join算法可以获得一个数量级的加速比.

关键词： DBCC-Join JPIPT构建阶段结果输出阶段缓存敏感算法

供水管网流量监测数据异常值检测方法对比分析

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中国给水排水 2024年第3期40卷 53-59页

作者：胡诗苑高金良钟丹武睿刘路明哈尔滨工业大学环境学院黑龙江哈尔滨150090 广东粤海水务投资有限公司广东深圳518021 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司黑龙江哈尔滨150090

随着信息化技术的发展,水务企业迎来了智慧化转型升级。数据采集与预处理作为水务企业实现智慧管理的重要前序步骤,为后续数据挖掘、运营管理、调度决策提供了基础。由于环境的影响、管网中的随机扰动、管网事故等原因,监测数据的质量... 详细信息

随着信息化技术的发展,水务企业迎来了智慧化转型升级。数据采集与预处理作为水务企业实现智慧管理的重要前序步骤,为后续数据挖掘、运营管理、调度决策提供了基础。由于环境的影响、管网中的随机扰动、管网事故等原因,监测数据的质量问题广泛存在,因此寻求有效的供水管网流量监测数据的异常值检测方法至关重要。基于此,首先根据供水管网流量监测数据的基本特征和时间维度的相关性,将常见异常归纳为3个类型;其次,以东南沿海某市的真实小区流量监测数据为例,分别探究基于统计、密度和预测的Boxplot、LOF与Prophet异常值检测模型在不同类型异常数据检测中的性能。结果表明,Boxplot与LOF模型能够较准确地识别出异常数据,但Boxplot对异常的判断标准较宽泛,容易将部分非异常数据识别为异常点,Prophet对于不稳定性较高的流量数据识别效果有限。

关键词：流量监测数据异常值检测 Boxplot LOF Prophet