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基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 17-26页

作者：李桢煜宋宇晨彭喜元刘大同哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150080

基于遥测数据的异常检测是卫星在轨运维管理的关键技术。但现有方法大多仅采用正常样本建立模型,异常检测结果对判读阈值敏感、虚警率较高。对此本文提出基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法,充分利用有限异常先验增强异常检测... 详细信息

基于遥测数据的异常检测是卫星在轨运维管理的关键技术。但现有方法大多仅采用正常样本建立模型,异常检测结果对判读阈值敏感、虚警率较高。对此本文提出基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法,充分利用有限异常先验增强异常检测中正常、异常样本差异。先基于变分自编码器提取遥测数据时序演化特征,引入对比学习方法建立对异常、正常数据差异化输出的编码器,再用大量正常数据进一步训练整个模型实现对正常数据的精准重构形成对异常数据敏感的时序数据重构模型,再基于核密度估计方法学习异常判读阈值进一步提升异常检出率。在真实卫星遥测数据上验证表明所提方法能有效降低异常检测的虚警率(均低于0.002)并保持较高的检出率具备良好的实际应用水平。

关键词：卫星遥测数据异常检测对比学习变分自编码器

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四级低反力度压气机初步设计及流动分析

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1696-1702页

作者：罗樵罗磊杜巍王松涛周逊哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

本文将两种单级低反力度压气机的设计思想应用于多级低反力度压气机设计,初步设计了一台四级低反力度高负荷压气机。在一维设计中初步确定四级低反力度压气机的各级参数,使用三维数值模拟计算对一维设计结果进行评估,同时对四级低反力... 详细信息

本文将两种单级低反力度压气机的设计思想应用于多级低反力度压气机设计,初步设计了一台四级低反力度高负荷压气机。在一维设计中初步确定四级低反力度压气机的各级参数,使用三维数值模拟计算对一维设计结果进行评估,同时对四级低反力度压气机三维数值模拟结果的整体性能和内部流动进行初步分析。结果显示,四级总压比能达到6以上,设计点附近效率不低于88%,末级静子中的流动分离也在可控制的范围内。

关键词：低反力度压气机附面层抽吸三维数值模拟

基于上下文生成对抗网络的时间序列异常检测方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 1-11页

作者：胡智超余翔湛刘立坤张宇于海宁哈尔滨工业大学网络空间安全学院哈尔滨150001

时间序列的异常检测是网络服务保障、数据安全检测、系统监控分析等应用中所依赖的一项关键技术。为解决在实际场景的时间序列异常检测中由于时间序列上下文的模糊性、数据分布的复杂性以及异常检测模型的不确定性所带来的异常检测结果... 详细信息

时间序列的异常检测是网络服务保障、数据安全检测、系统监控分析等应用中所依赖的一项关键技术。为解决在实际场景的时间序列异常检测中由于时间序列上下文的模糊性、数据分布的复杂性以及异常检测模型的不确定性所带来的异常检测结果的有效性、合理性、稳定性等不足的问题,本文提出了一种新的基于上下文生成对抗网络的时间序列异常检测方法AdcGAN。首先,通过处理历史数据,提取用于生成时序数据的条件上下文;然后,采用条件生成对抗网络的设计策略,使用条件上下文,构建上下文生成对抗网络,实现对任意时刻数据的条件分布预测,同时AdcGAN采用Dropout近似模型不确定性,使用概率分布代替点估计作为预测结果;接着,从观测的差异(用期望偏差表示)和模型的不确定性(用预测方差表示)两个方面来衡量异常;最后,提出基于数据统计信息的异常阈值自动设置方法,减少手动调节的参数量。实验结果表明,与同类基准算法进行对比,在NAB数据集中的47个真实时序数据上,本文提出的AdcGAN可以有效地检测出时序数据中的异常,在大多数评价指标上都优于其他基准方法,并且具有更好的稳定性。

关键词：时间序列异常检测生成对抗网络模型不确定性生成模型深度学习

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仿生葫芦储热单元潜热蓄热堆积床数值研究

哈尔滨工业大学学报 2024年第6期56卷 124-132页

作者：张国良罗康王富强东岩陈旭东帅永哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

在碳达峰与碳中和的“双碳”能源背景下,传统封装相变材料(PCM)的储热单元与潜热储热堆积床(LHTES)系统无法满足当前的储热需求,而仿生学在储热领域的应用,可以为二者储热效率的提升提供一种全新的思路。为此,提出一种仿生葫芦结构的新... 详细信息

在碳达峰与碳中和的“双碳”能源背景下,传统封装相变材料(PCM)的储热单元与潜热储热堆积床(LHTES)系统无法满足当前的储热需求,而仿生学在储热领域的应用,可以为二者储热效率的提升提供一种全新的思路。为此,提出一种仿生葫芦结构的新型储热单元以增加传热面积,提高LHTES系统的热性能。优化仿生葫芦单元结构的尺寸参数对单元熔融特性的影响,确定最优熔融特性的尺寸参数。分析传统球形和仿生葫芦LHTES的温度分布、液相率、蓄热能力等性能指标的影响。结果表明,葫芦结构可提升14.5%的单元换热面积,与传统模型相比,仿生模型液相率和储热完成率最大可分别提升12.67%和6.2%。在此基础上,分析入口温度和流速对系统性能的影响,结果表明,进口温度对系统的储热性能影响较大,进口温度增大15 K,堆积床系统的储热时间比原来缩短59.6%。该研究可为优化LHTES系统、提高实际条件下的热性能提供参考。

关键词：太阳能相变材料储热堆积床系统仿生学

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侧壁开孔蜂窝夹芯结构的传热性能分析

航空动力学报 2024年第1期39卷 57-62页

作者：郑宁悦陈学孙创夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

针对侧壁开孔蜂窝夹芯结构,建立了蜂窝单元高温辐射-导热耦合传热模型,采用有限元方法分析了内部传热机制,获得了其高温等效导热系数。讨论了开孔形状、开孔参数、孔排布形式等结构参数对等效导热系数的影响,拟合得到了等效导热系数的... 详细信息

针对侧壁开孔蜂窝夹芯结构,建立了蜂窝单元高温辐射-导热耦合传热模型,采用有限元方法分析了内部传热机制,获得了其高温等效导热系数。讨论了开孔形状、开孔参数、孔排布形式等结构参数对等效导热系数的影响,拟合得到了等效导热系数的计算关联式。研究表明:开孔形状对蜂窝单元等效导热系数几乎无影响;等效导热系数随孔隙率增大而减小,受开孔数影响较小。并联开孔相对于串联开孔时等效导热系数更低,孔隙率14%、孔数为4时等效导热系数比串联时小8.4%,相较于未开孔时降低16.1%。

关键词：蜂窝结构高温传热等效导热系数侧壁开孔有限元方法

微波波段涡旋波束的多模式集成与动态调控研究进展

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1865-1873页

作者：袁乐眙杨德生刘云飞张狂哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

该文回顾并总结了近期关于涡旋波束多模式集成与动态调控的研究成果与进展。首先从无源超表面透镜出发,利用传播相位与几何相位的综合调控作用,在单一超表面平台上实现了分数模涡旋波束的高纯度激发。更进一步,基于无源式超表面的多模... 详细信息

该文回顾并总结了近期关于涡旋波束多模式集成与动态调控的研究成果与进展。首先从无源超表面透镜出发,利用传播相位与几何相位的综合调控作用,在单一超表面平台上实现了分数模涡旋波束的高纯度激发。更进一步,基于无源式超表面的多模式涡旋集成理论及方法,通过在超表面单元结构中加载变容二极管等有源可调谐式器件,实现涡旋波束的动态切换与人工调控。并在此基础上,对基于超表面的涡旋通信系统实现信道建模,并对涡旋通信系统的性能做出了理论分析与评估,为提高现代通信系统信道容量及信息传输速率打下理论基础。

关键词：微波超表面涡旋波束多模式OAM集成可重构调控 OAM通信

铁基纳米粒子改性碳布复合材料的制备及其在微生物燃料电池阳极中的应用

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分析化学 2024年第4期52卷 566-577页

作者：李桂莲陆闽侨侯月腾王帆哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨工业大学生命科学与技术学院

微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）可将废水中的有机物直接转化为电能，提供了可持续电能的潜在解决方案。然而，MFCs在实际应用中存在细菌负载能力低、阳极与电化学活性生物膜之间的胞外电子传递（Extracellular electron ... 详细信息

微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）可将废水中的有机物直接转化为电能，提供了可持续电能的潜在解决方案。然而，MFCs在实际应用中存在细菌负载能力低、阳极与电化学活性生物膜之间的胞外电子传递（Extracellular electron transfer, EET）效率相对较差等不足。本研究采用绿色高效的微波辅助方法和高温退火工艺，成功制备了铁基纳米粒子改性碳布（Fe3C/Fe@CC），此复合材料具有较好的生物相容性和电催化活性，可作为MFCs的阳极材料。实验结果表明，基于Fe3C/Fe@CC复合材料的MFCs的功率密度高达2209 mW/m2，相比基于纯碳布阳极的MFCs（1933 mW/m2）提高了17%，这主要是因为Fe3C/Fe@CC能够有效提高微生物与电极之间的EET效率，增大电化学活性表面积，同时促进产电菌地杆菌（Geobacter）的富集。本研究采用微波辅助和高温退火方法快速制备了高导电复合阳极，为MFCs阳极的大规模制备提供了一种新方法。

关键词：微生物燃料电池胞外电子转移铁基纳米粒子改性碳布阳极微波辅助合成方法

来源：博看期刊

利用离散时间聚合图的无人机编队最短时延路由协议

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1931-1939页

作者：李博王改芳杨洪娟茹雪菲张敬淳王钢哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院威海264209 哈尔滨工业大学通信技术研究所哈尔滨150001

针对传统的无人机编队路由算法无法有效利用拓扑变化的可提前预知特性、以发送探测包的方式获取链路的连接情况会导致开销大等问题,该文引入时变图模型,提出了基于离散时间聚合图的无人机编队最短时延路由协议。首先,利用无人机编队网... 详细信息

针对传统的无人机编队路由算法无法有效利用拓扑变化的可提前预知特性、以发送探测包的方式获取链路的连接情况会导致开销大等问题,该文引入时变图模型,提出了基于离散时间聚合图的无人机编队最短时延路由协议。首先,利用无人机编队网络的先验知识,如节点的运动轨迹以及网络拓扑变化情况,使用离散时间聚合图对网络的链路资源和拓扑进行表征。其次,基于该图模型设计路由决策算法,即在路由探索阶段将链路时延作为链路权重求解网络的源节点到目的节点的最短时延路由。最后,性能仿真结果表明,该路由协议与传统按需距离矢量路由协议相比提高了网络的分组投递率、降低了端到端时延和网络的控制开销。

关键词：无人机自组网无人机编队时变图模型最短时延路由

质子导体电解质钇掺杂锆酸铈钡微波烧结制备及其电化学和力学性能

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2243-2253页

作者：秦嘉辰高燕焦震钧张进严资林哈尔滨工业大学(深圳)理学院广东深圳518055

质子陶瓷燃料电池(PCFC)是新一代固体氧化物燃料电池(SOFC)技术的重要发展方向。钇掺杂锆酸铈钡BaZr_(1–x–y)Ce_(x)Y_(y)O_(3–δ)(BZCY)是常用的质子导体电解质材料。然而,BZCY电解质致密化通常需要在超过1700℃的高温烧结5 h以上,... 详细信息

质子陶瓷燃料电池(PCFC)是新一代固体氧化物燃料电池(SOFC)技术的重要发展方向。钇掺杂锆酸铈钡BaZr_(1–x–y)Ce_(x)Y_(y)O_(3–δ)(BZCY)是常用的质子导体电解质材料。然而,BZCY电解质致密化通常需要在超过1700℃的高温烧结5 h以上,这不仅会消耗大量能源和时间成本,而且,由于制备温度高,当电解质冷却到室温时,残余应力可能会导致试样后期力学破坏,进而影响其力学性能。本研究探索了质子导体电解质BaZr_(0.7)Ce_(0.2)Y_(0.1)O_(3–δ)(BZCY721)的微波烧结工艺及研究了其电化学和力学性能。结果表明:相对于传统烧结方式,微波烧结可以将BZCY721烧结温度降低100~150℃。试样在1500℃微波烧结40 min,致密度可以达到97%以上。试样在650℃测试温度下,晶粒阻抗为34.81Ω·cm^(2),晶界阻抗为89.98Ω·cm^(2),电导率为6.41×10^(–4)S·cm^(–1)。力学性能测试结果表明,微波烧结的电解质具有与传统烧结结果相当的弹性模量(190.8 GPa),以及更优的硬度(12.379 GPa)和断裂韧性(0.359 MPa·m^(1/2))。本研究结果为在低温下制备致密BZCY721电解质的进一步研究提供了重要参考。

关键词：固体氧化物燃料电池质子导体电解质微波烧结电化学性能力学性能