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基于Surface Evolver模拟的两平行板间液桥剪切力学特性研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 193-204页

作者：张晟铭赵伟袁建军宋庆瑞山东科技大学智能装备学院山东玻纤集团股份有限公司

液桥剪切行为广泛存在于粗糙界面接触、颗粒聚并与合成、微芯片自组装等与力学、化工、环境以及生物相关领域中,对相关系统和装备的服役性能有重要影响.本文采用Surface Evolver软件模拟研究了剪切作用下两平行板间受限液桥的液面轮廓... 详细信息

液桥剪切行为广泛存在于粗糙界面接触、颗粒聚并与合成、微芯片自组装等与力学、化工、环境以及生物相关领域中,对相关系统和装备的服役性能有重要影响.本文采用Surface Evolver软件模拟研究了剪切作用下两平行板间受限液桥的液面轮廓和固液界面力的演变,基于最小能量原则建立了双圆台理论模型,并将二者进行了比较.结果表明:随着液桥剪切位移的增大,接触角滞后和切向力也线性递增,而法向力则以二次函数的形式单调递减;当增大液体体积或减小两平板垂直间距时,液桥切向力在接触角滞后和颈部半径的综合作用下出现递增趋势,而法向力的演变规律取决于液面内外压差和表面张力垂直分量的相对大小,这导致其随两平板间距的增大出现先递增后减小的变化;双圆台理论模型很好地拟合了液桥力的变化趋势,但模型对真实液面轮廓进行了简化处理,导致理论值与模拟值间存在一定的差距,这个差距可以通过一个无量纲形状系数来弥补,模型越精准,形状系数越接近于1.

关键词：液桥剪切位移接触角滞后 Surface Evolver模拟液面轮廓

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浅海内波环境下声速剖面的深度迁移时序预测

声学学报 2025年第1期 23-31页

作者：严娴李倩倩阳凡林彭东东隽智昊李琪哈尔滨工程大学水声工程学院山东科技大学测绘与空间信息学院

海水声速随时空起伏变化,水文资料稀缺海域声速剖面时序预测困难,为此构建了基于迁移学习的长短时记忆神经网络模型,并利用中国南海海域实测的两条温度链长时序观测数据对其进行验证。针对有无孤立子内波存在的两种场景,基于迁移学习对... 详细信息

海水声速随时空起伏变化,水文资料稀缺海域声速剖面时序预测困难,为此构建了基于迁移学习的长短时记忆神经网络模型,并利用中国南海海域实测的两条温度链长时序观测数据对其进行验证。针对有无孤立子内波存在的两种场景,基于迁移学习对预训练网络模型进行微调,分析不同训练样本量下迁移网络的有效性。实验结果表明,迁移网络在有无孤立子内波存在的两种场景下均可实现高精度高效声速剖面预测,且预测性能明显优于未迁移的处理方法。

关键词：声速剖面时序预测内波迁移学习经验正交函数

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煤体注水渗流模型构建及微观主控影响规律

工程科学学报 2025年第2期47卷 271-281页

作者：王恩茂王刚解树亮魏宏钊冯净梁瀚丹山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入... 详细信息

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入连通孔隙率,建立了包含孔喉、等效孔径、有效孔隙率、毛细管束、迂曲度、流动路径在内的渗流模型;其次,采用高精度射线显微镜(μ-CT)对内蒙古煤矿、同富新煤矿、梅花井煤矿、大黄山煤矿以及磁窖沟煤矿5个煤矿的不同变质程度煤进行扫描,三维重建可视化煤体微观有效孔隙结构,运用分形理论,提取煤体有效连通孔隙结构参数进行计算;再次,通过实验对5个煤矿不同变质程度的煤进行渗透率实测;最后,引入“敏感度”来表征每种影响因素对渗流量的影响程度,运用Morris筛选法,将数值分析法与渗流模型相耦合,定量筛选了煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数、孔喉半径等主控因素,并分析了各主控因素对注水能力的影响规律.本研究建立了一个综合煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径的渗流模型.分析表明,影响注水能力的主控因素依次为煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径.注水能力与煤体坚固性系数呈正弦函数关系,随着有效孔隙率的增加,迂曲度分形维数和体积分形维数的减小,注水能力增强.研究结果可为进一步完善煤层注水渗流理论、增强煤层注水润湿效果,防治矿井粉尘灾害提供理论依据.

关键词：煤层注水有效连通孔隙渗流模型主控因素计算机断层扫描

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离散型多线性极大算子及其分数次情形的端点正则性

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中国科学:数学 2025年

作者：张代清刘风福建理工大学计算机科学与数学学院山东科技大学数学与系统科学学院

本文研究了由凸集或各边平行于坐标轴的方体所生成的离散型多线性极大算子及其分数次情形的端点正则性,证明了上述各类极大函数的导数有界性与连续性.

关键词：离散型多线性极大算子分数次情形凸集正则性有界性与连续性

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基于PI结构的多智能体系统容错一致性控制

自动化学报 2025年

作者：郜晨何潇周东华南京理工大学自动化学院清华大学自动化系山东科技大学电气与自动化工程学院

本文针对无领航者多智能体系统以及领航-跟随多智能体系统执行器故障问题，设计了基于比例-积分结构的容错控制律.考虑到传统的比例型控制律无法消除加性干扰影响下的稳态误差，本文引入积分环节，在一致性控制律中融入状态的积分项，... 详细信息

本文针对无领航者多智能体系统以及领航-跟随多智能体系统执行器故障问题，设计了基于比例-积分结构的容错控制律.考虑到传统的比例型控制律无法消除加性干扰影响下的稳态误差，本文引入积分环节，在一致性控制律中融入状态的积分项，用于改善多智能体系统一致性过程的稳态性能.针对领航者输入不为零的情况，设计非线性的一致性控制律，并借助黎卡提方程以及Lyapunov函数，进行多智能体系统在故障情况下的一致性分析和控制律设计.最后，通过一系列对比仿真，说明了所设计控制律在改善系统稳态性能方面的优势.

关键词：多智能体系统容错一致性 PI控制执行器故障

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油茶果采收机收集系统设计与试验

农机化研究 2025年

作者：曹春风陈飞李立君廖凯高自成中南林业科技大学机电工程学院

针对油茶果采收机收集率低、收集困难等问题,设计了一种收集系统,可完成推料、输送、收集任务,提高采摘效率。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以螺距、叶片直径、叶片宽度和螺旋速度为影响因素,以推送率Y1和推送时间Y2为作业质量... 详细信息

针对油茶果采收机收集率低、收集困难等问题,设计了一种收集系统,可完成推料、输送、收集任务,提高采摘效率。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以螺距、叶片直径、叶片宽度和螺旋速度为影响因素,以推送率Y1和推送时间Y2为作业质量评价指标,进行四因素三水平正交试验。建立各因素与指标之间的回归数学模型,并分析各因素对响应值的交互影响,同时对模型进行优化求解,获得最优参数组合为:螺距59.9 mm、叶片直径60.5 mm、叶片宽度19.3 mm、螺旋转速118 r/min,对应的推送率为88.24%、推送时间为8.3 s。对得出的优化结果圆整再进行田间试验,结果表明:在最优参数组合下,平均推送率为87.6%,平均推送2 kg油茶果的时间为8.4 s,满足设计要求。研究结果可为油茶果采收机收集系统的设计和无轴螺旋运输大中颗粒物料提供参考。

关键词：油茶果采收机收集系统离散元仿真响应面分析 EDEM

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基于微震监测的采场覆岩破坏时空演化模式

煤炭科学技术 2025年

作者：朱凯陈方明郭振忠杨晓吴洪斌山东科技大学地球科学与工程学院甘肃灵台邵寨煤业有限公司山东省地震局震灾风险防治中心

为了研究开采我国西部侏罗系煤层广泛面临洛河组砂岩水威胁的问题。采用理论模型与微震监测手段分析了采动影响下导水裂隙带随回采进尺变化的时空演化特点。一方面，通过求解假设模型的应力场解释了单一岩梁在工作面推进方向的运动规律... 详细信息

为了研究开采我国西部侏罗系煤层广泛面临洛河组砂岩水威胁的问题。采用理论模型与微震监测手段分析了采动影响下导水裂隙带随回采进尺变化的时空演化特点。一方面，通过求解假设模型的应力场解释了单一岩梁在工作面推进方向的运动规律，进而提出了破坏覆岩纵向上的“四带”划分结构，并限定了导水裂隙带的发育上界。另一方面，以邵寨煤矿首采工作面为工程实例背景分析微震事件与“四带”的关系，依据微震事件的时空分布特征，通过奇异谱分析技术提取的数据变化表达成分与距离加权能量法绘制的微震事件密度云图划分了能反映覆岩破断明显变化的关键回采进尺，依据研究区沉积特征、各进尺下的微震事件密度及研究区综合地层柱状图确定了不同监测区间顶板“四带”的分带情况以及导水裂隙带的发育上限。最终将理论分析结果与现场实测结果进行对比，结果表明：监测74天、197天、320天、407天时的导水裂隙带发育上界分别为地层编号21、编号14、编号4、编号4，导水裂隙带最大发育至厚度37.46 m的泥岩，宜君组、洛河组在“四带”中处于原始隔水层带上部，采煤并未扰动宜君组、洛河组的砂岩含水层。研究揭示了我国西部侏罗系煤层开采过程中导水裂隙带的时空演化规律，并界定了“四带”结构及其与洛河组砂岩水层的关系，研究结果为制定有效的防治水措施提供了理论基础。

关键词：煤矿防治水微震监测覆岩破坏力学模型微震事件密度奇异谱分析

数字赋能与智慧教育下数字测图课程教学探索与实践

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测绘工程 2025年第1期34卷 74-80页

作者：陈允芳刘尚国刘凤英山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590

数字赋能与智慧教育催生了基于富媒体资源的新形态教学,数字测图技术正由信息化测绘向智能化转型。文中梳理了数字测图系统硬软件配置、数据采集与处理模式,给出了其虚拟仿真实现流程;基于在线课程集群、虚拟仿真教学及技能竞赛需求,设... 详细信息

数字赋能与智慧教育催生了基于富媒体资源的新形态教学,数字测图技术正由信息化测绘向智能化转型。文中梳理了数字测图系统硬软件配置、数据采集与处理模式,给出了其虚拟仿真实现流程;基于在线课程集群、虚拟仿真教学及技能竞赛需求,设计了理虚实、线上线下、课内课外一体化新形态教学模式;最后定义了测绘专业素养与技能指标,以探讨智能化测绘下专业创新人才培养新标准。

关键词：数字赋能智慧教育富媒体新形态教学虚拟仿真数字素养与技能智能化测绘

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基于Hough变换和深度学习的条形码识别

现代电子技术 2025年第1期48卷 157-162页

作者：屈源昊张丰收昌继宝丰瑞博河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为了解决复杂背景下条形码不易定位识别的难题,提出一种基于Hough变换和深度学习相结合的方法对条形码进行校正定位。首先对待检测图像进行灰度化、高斯模糊以及边缘检测等预处理;然后利用Hough变换检测条形码图像中的线段,进行旋转校正... 详细信息

为了解决复杂背景下条形码不易定位识别的难题,提出一种基于Hough变换和深度学习相结合的方法对条形码进行校正定位。首先对待检测图像进行灰度化、高斯模糊以及边缘检测等预处理;然后利用Hough变换检测条形码图像中的线段,进行旋转校正,校正后的图像经Yolov5对条形码进行识别和提取,完成条形码的识别分割。文中方法对不同样式条形码均有较好的识别效果,旋转校正的精确度达到99.31%,识别平均精确度达到99.40%,召回率达到99.79%,推理时间为10.5 ms。提出的方法可对任意角度倾斜进行校正,识别条码具有较高的准确率,对条形码定位识别具有一定的应用价值。

关键词： Hough变换 Yolov5 倾斜校正条码识别图像处理机器视觉