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月面手动插旗过程的离散元-有限元耦合分析

计算力学学报 2024年第4期41卷 666-673,688页

作者：梁绍敏冯云田王志华太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 斯旺西大学辛克维奇计算工程中心斯旺西SA18EP

在月球表面插入旗帜对人类探索宇宙具有重要意义.本文采用离散元G有限元耦合算法对手动插旗过程进行数值分析,首先,建立月壤的离散元模型、旗杆的有限元模型以及月壤与旗杆相互作用的离散元G有限元耦合模型;然后,对旗杆的结构进行优化... 详细信息

在月球表面插入旗帜对人类探索宇宙具有重要意义.本文采用离散元G有限元耦合算法对手动插旗过程进行数值分析,首先,建立月壤的离散元模型、旗杆的有限元模型以及月壤与旗杆相互作用的离散元G有限元耦合模型;然后,对旗杆的结构进行优化设计以提高其稳固性;最后,提出三种不同的插旗方式并讨论不同插旗方式下旗杆的动力特性.研究结果表明,离散元G有限元耦合算法对月面插旗过程的模拟是有效的;底部尖锐度及稳定支架开叉角度的合理设计有利于增大旗杆的入壤深度和旗杆的稳固性;增大直接插入法中轴向力、提高敲击插入法中敲击力和敲击频率均可以增加旗杆的入壤深度;旋转插入法中旋转速度和旋转频率对插入过程影响较小.以上研究可为月面手动插旗提供有效的方案和理论参考.

关键词：旗杆结构设计插旗方式入壤深度稳固性分析离散元G有限元耦合算法

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双尺度粗粒化离散元方法及煤散料试验验证

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 225-235页

作者：李博刘备张鹏夏蕊王学文赵婷婷冯云田太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 斯旺西大学辛克维奇计算工程中心英国斯旺西SA18EN

离散元法(DEM)常用于工程尺度下颗粒系统的模拟,但计算效率仍是大规模颗粒系统运行的制约因素。现有的粗粒化处理方法适用性有限且缺乏普适的理论基础。为解决此问题,研究利用量纲分析描述精确缩尺系统中物理量的缩放定律,通过代表性体... 详细信息

离散元法(DEM)常用于工程尺度下颗粒系统的模拟,但计算效率仍是大规模颗粒系统运行的制约因素。现有的粗粒化处理方法适用性有限且缺乏普适的理论基础。为解决此问题,研究利用量纲分析描述精确缩尺系统中物理量的缩放定律,通过代表性体积单元(RVE),在粗粒化系统和原始系统之间建立了质量、动量和能量的近似守恒关系,并获得了2个不同尺度(宏观和细观)下相应物理量的缩放关系。为验证所提出的双尺度粗粒化离散元方法的正确性,将该方法应用于煤散料下落和回转试验中,真实试验中煤颗粒尺寸为4 mm,仿真中采用5组不同缩放系数的煤颗粒,其尺寸范围为4~12 mm,试验与仿真中煤散料总体积均为0.001 m^(3)。煤散料下落试验采用平均冲击力和堆积休止角作为对比指标,结果表明,随着煤颗粒尺寸增大,两者的相对误差总体呈现增大趋势(尺寸为12 mm时,冲击力误差为14.36%,休止角误差为19.05%)。煤散料回转试验采用上试样受力和煤散料堆积轮廓曲线相关系数作为对比指标,结果表明,随着颗粒尺寸增大,相对误差随之增大,相关系数总体降低(尺寸为12 mm时,受力误差为39.29%,相关系数为0.9574)。仿真所需时长比预测时长还要少,结果充分证明了双尺度粗粒化离散元法的有效性,粗粒化系统在可接受的误差范围内可显著提高计算效率。

关键词：双尺度粗粒化精确缩尺离散元煤下落试验煤回转试验

基于模糊函数多域特征融合与集成学习的雷达辐射源信号识别

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控制与决策 2024年第1期39卷 39-48页

作者：普运伟余永鹏姜萤田春瑾昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学计算中心昆明650500

针对复杂电磁环境下雷达辐射源信号识别方法中存在的抗噪性能差、识别准确率低等问题,提出一种融合模糊函数多域投影特征的集成深度学习识别方法.首先,对信号的模糊函数进行高斯平滑处理,从多域视角出发选取合适角度对模糊函数进行二维... 详细信息

针对复杂电磁环境下雷达辐射源信号识别方法中存在的抗噪性能差、识别准确率低等问题,提出一种融合模糊函数多域投影特征的集成深度学习识别方法.首先,对信号的模糊函数进行高斯平滑处理,从多域视角出发选取合适角度对模糊函数进行二维投影以构建特征数据集;然后,构建一种基于多域特征融合的两阶段识别分类方法,使用多个密集连接网络DenseNet 121作为初级分类器分别对3类特征数据集进行训练学习,得到初级分类结果;最后,通过Stacking策略对初级分类结果进行融合学习,得到最终类别信息.实验结果表明,所提出方法在信噪比为0 dB时对6类典型雷达信号的整体平均识别率均保持在97.24%以上,即使是在-4 dB环境中,识别率也稳定在87.16%以上,验证了所提出方法的有效性和可行性,具有一定的工程价值.

关键词：雷达辐射源信号模糊函数信号识别多域特征融合集成学习

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一种基于动态可寻址会话的服务器无感知计算

中国科学：信息科学 2024年第3期54卷 582-602页

作者：李子俊赵一龙陈全过敏意上海交通大学电子信息与电气工程学院新兴并行计算中心上海200240

服务器无感知计算作为云原生范式中快速发展的新兴技术,因其按需付费、自动资源伸缩和底层环境屏蔽等特点而受到越来越多的开发人员欢迎.FaaS(函数即服务)作为Serverless架构的主要实现方式,以函数粒度对应用进行解耦和执行.大多数云服... 详细信息

服务器无感知计算作为云原生范式中快速发展的新兴技术,因其按需付费、自动资源伸缩和底层环境屏蔽等特点而受到越来越多的开发人员欢迎.FaaS(函数即服务)作为Serverless架构的主要实现方式,以函数粒度对应用进行解耦和执行.大多数云服务提供商也为应用开发人员提供了基于Serverless架构的应用搭建服务,这些服务允许开发人员以函数的形式部署代码,并根据实际的请求量进行自动扩缩容.然而,在部署有状态函数时,由于Serverless架构的无状态特性,管理其中的有状态数据变得复杂,往往无法满足Serverless中函数对有状态数据的访问性能要求.因此,本文提出了一种基于有状态和动态可寻址会话机制的服务器无感知计算系统XFaaS,实现了低开销的有状态数据访问和更高的应用吞吐.实验结果表明,通过采用XFaaS系统部署有状态函数的方式,可以降低有状态数据访问时延3个数量级,并提高2倍以上的函数最大吞吐量.

关键词：服务器无感知计算函数即服务有状态函数粘滞会话容器

高热稳定性Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金团簇状非晶相形成与分解

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1978-1984页

作者：万义兴刘亚南程延海中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心江苏徐州221116

通过引入具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对、降低Zr元素含量,设计出一种高热稳定性的Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金,采用真空熔融甩带法制备出合金非晶条带。将非晶条带在不同温度下进行退火,通过X射线衍射仪(XRD)、差... 详细信息

通过引入具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对、降低Zr元素含量,设计出一种高热稳定性的Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金,采用真空熔融甩带法制备出合金非晶条带。将非晶条带在不同温度下进行退火,通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究了非晶条带的结构特征、晶化行为,探讨了Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金中团簇状非晶相的形成及其对合金热稳定性的作用。结果表明,Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)熔纺条带形成了完全非晶相(fully amorphous phase,am),加热时存在2个结晶放热峰。在高于第1次放热开始温度(Tx1)下退火后形成了团簇状非晶相(clustered glass phase,C-glass),即使退火时间高达24 h,Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)合金仍表现为原子排布无序结构。其晶化行为为:[am]→[C-glass]→[C-glass’+Al_(2)CoZr_(6)+AgZr+Ag_(2)Al]→[Al_(2)CoZr_(6)+AgZr+AlZr_(3)](其中,C-glass’为结晶残余团簇状非晶相)。具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对的大量存在,导致组成元素长程重排困难,使得团簇状非晶相抵抗晶化的能力极高。这种形成团簇状非晶相、在较宽退火条件下具有抵抗晶化能力的非晶合金,为新型耐热非晶合金提供了新的设计思路。

关键词：非晶合金热稳定性团簇状非晶相相分解

研究生专业课程全英文教学模式探索与实践——以“数据挖掘与知识发现”课程为例

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中国大学教学 2024年第5期 53-57页

作者：王倩吴培良王岩燕山大学信息科学与工程学院东北大学秦皇岛分校计算中心

为了适应经济全球化及教育国际化的迅速发展,结合EMI(English as a Medium of Instruction)教学法,以燕山大学“数据挖掘与知识发现”课程为例,从研究生专业培养目标及全英文教学特点出发,在师资队伍建设、教材选取和课程内容组织、课... 详细信息

为了适应经济全球化及教育国际化的迅速发展,结合EMI(English as a Medium of Instruction)教学法,以燕山大学“数据挖掘与知识发现”课程为例,从研究生专业培养目标及全英文教学特点出发,在师资队伍建设、教材选取和课程内容组织、课堂教学环节的全周期准备和实施,以及课程考核方式等方面开展研究生专业课程全英文教学模式探索与实践。实践结果表明,全英文教学有效提高了学生英文文献的阅读能力和英文论文的撰写能力,提高了学生的国际竞争力。

关键词：教育国际化研究生教育全英文教学数据挖掘

TC4表面TiN/Ti涂层的热腐蚀行为研究及第一性原理计算

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表面技术 2024年第10期53卷 156-166页

作者：孙志平郭红星唐昌伟何光宇李玉琴陈永刚长安大学材料科学与工程学院西安710064 空军工程大学等离子体动力学重点实验室西安710038 大连理工大学超级计算中心辽宁大连116024

目的综合评估涂层性能、延长压气机叶片的使用寿命,进行TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层的热腐蚀行为机制研究。方法进行了完整TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层300℃/120h的热腐蚀实验,腐蚀介质为95%(质量分数)Na_(2)SO_(4)+5%(质量分数)NaC... 详细信息

目的综合评估涂层性能、延长压气机叶片的使用寿命,进行TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层的热腐蚀行为机制研究。方法进行了完整TiN/Ti涂层及冲蚀后TiN/Ti涂层300℃/120h的热腐蚀实验,腐蚀介质为95%(质量分数)Na_(2)SO_(4)+5%(质量分数)NaCl。冲蚀实验采用形状不规则的SiO_(2)颗粒,冲蚀角为45°,冲蚀速度为130 m/s,供砂速率为6.4 g/min。建立了完整TiN涂层、表面具有孔洞的TiN涂层及表面具有Ti液滴的TiN涂层3种第一性原理腐蚀计算模型。结果TiN/Ti涂层热腐蚀后,液滴处发生氧化并且变得疏松;样品切割边缘产生腐蚀锈迹,最终出现鼓包和裂纹;冲蚀后,涂层表面的完整性受到破坏,相较于未冲蚀区域,冲蚀坑周围更容易出现腐蚀。在热腐蚀过程中,SO_(4)^(2-)中的O和完整TiN涂层中的Ti以及液滴中的Ti电子云团接触,存在电荷转移及成键倾向,具体为Ti失电子、O得电子,腐蚀主要发生在SO_(4)^(2-)中的O与Ti之间。结论第一性原理计算结果与热腐蚀的实验结果相一致,第一性原理计算结果可以从微观上反映液滴和孔洞等缺陷对涂层热腐蚀行为的影响,能够为分析涂层的热腐蚀机制提供理论依据。

关键词：氮化钛涂层热腐蚀行为冲蚀第一性原理电荷转移

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石英MEMS陀螺检测电极分布参数优化

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 592-597页

作者：李雪峰甘罗周琦同济大学电子与信息工程学院上海201804 同济大学教育技术与计算中心上海200092 同济大学教育部自主智能无人系统前沿科学中心上海201210

针对石英微机电系统(MEMS)陀螺检测电极输出感应电压较低问题,通过优化检测电极分布参数,提升其机械灵敏度。首先,分析检测电极分布参数对陀螺输出感应电荷的影响,确定优化方案的控制参数和目标函数。其次,基于有限元方法(FEM)构建三种... 详细信息

针对石英微机电系统(MEMS)陀螺检测电极输出感应电压较低问题,通过优化检测电极分布参数,提升其机械灵敏度。首先,分析检测电极分布参数对陀螺输出感应电荷的影响,确定优化方案的控制参数和目标函数。其次,基于有限元方法(FEM)构建三种石英MEMS陀螺的机电耦合模型。最后,使用内尔德-米德(NM)算法优化检测电极分布参数。实验结果表明,优化后的检测电极分布参数更加合理,石英MEMS陀螺的机械灵敏度在传统的双端式和梳齿式音叉结构上分别提升了3.06和1.53倍,在基于剪应力检测的结构上提升了39.37倍,验证了优化检测电极分布参数可以提升石英MEMS陀螺机械灵敏度。

关键词：石英MEMS陀螺检测电极优化有限元方法内尔德-米德算法机械灵敏度

基于改进压缩与激活块的遥感影像语义分割方法

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激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 277-286页

作者：吴盛葳方娇莉朱大明昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650000 昆明理工大学计算中心云南昆明650000

针对传统方法在提取背景复杂的遥感影像时出现的语义识别错误等问题,基于压缩与激活块(SE-block)构建了一种简单而有效的卷积注意模块——区域压缩与激活块(RSE-block)。该模块能汲取特征的局部上下文信息,从而指导网络筛选重要的特征,... 详细信息

针对传统方法在提取背景复杂的遥感影像时出现的语义识别错误等问题,基于压缩与激活块(SE-block)构建了一种简单而有效的卷积注意模块——区域压缩与激活块(RSE-block)。该模块能汲取特征的局部上下文信息,从而指导网络筛选重要的特征,并在空间和通道两个方向上重新激活特征表达。此外,该模块能无缝集成到任何卷积神经网络构架中与网络一起进行端到端的训练。同时,提出了一种与该模块对应的解决不同尺寸地物目标识别问题的多尺度集成方法,并在此基础上构建了一个新的语义分割网络——RSENet。实验结果表明:RSENet在Potsdam数据集上的平均F1分数和平均交并比分别比基线网络高出0.028和0.021;与当下一些先进方法相比,RSENet具有竞争力。

关键词：遥感影像语义分割注意力机制卷积神经网络