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基于PSO-VMD的工频磁异常信号去噪算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 47-51,64页

作者：田斌赵晨杨超洪汉玉武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室湖北武汉430025 武汉工程大学电气信息学院湖北武汉430025

为解决工频水下磁目标信号特征在强背景噪声干扰下提取困难的问题,提出一种基于粒子群(PSO)优化变分模态分解(VMD)降噪方法.对VMD优化时选取包络谱峰值因子作为适应度函数,该算法不仅能有效克服经验模态分解(EMD)算法的模态混叠和端点... 详细信息

为解决工频水下磁目标信号特征在强背景噪声干扰下提取困难的问题,提出一种基于粒子群(PSO)优化变分模态分解(VMD)降噪方法.对VMD优化时选取包络谱峰值因子作为适应度函数,该算法不仅能有效克服经验模态分解(EMD)算法的模态混叠和端点效应问题,还能克服了VMD依赖人工经验调参造成分解效果存在偏差的问题.并将其应用于仿真与实测信号的降噪算例中,结果表明相较于集合经验模态分解(EEMD)与VMD算法,PSO-VMD算法不仅将信噪比提升了22 dB左右,还最大限度地保留了磁异常信号的原始特征,提取到了水下目标磁扰动信号,为水下磁异常检测提供一种新思路.

关键词：变分模态分解粒子群优化算法降噪参数优化工频磁场

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光热双响应形状记忆聚己内酯的制备与性能

高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 154-159页

作者：张勇波童大山汪艳武汉工程大学材料科学与工程学院湖北武汉430073

形状记忆聚合物(SMPs)因其形变量大、形状恢复性能优异及刺激相应方式丰富等优点在医疗器械、航天航空等多个领域有着广阔的应用前景。文中以羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)为光热转换填料,采用过氧化二异丙苯(DCP)热引发聚己内酯(PCL)交... 详细信息

形状记忆聚合物(SMPs)因其形变量大、形状恢复性能优异及刺激相应方式丰富等优点在医疗器械、航天航空等多个领域有着广阔的应用前景。文中以羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)为光热转换填料,采用过氧化二异丙苯(DCP)热引发聚己内酯(PCL)交联制备了羧基化MWCNT/PCL光热双响应形状记忆材料,研究了该复合材料的光热转换性能、形状记忆性能及力学性能等。结果表明,羧基化MWCNT的加入使得材料具备了光响应的特性,同时对力学性能也有一定的提升;当DCP和羧基化MWCNT的质量分数分别为1.5%和1%时,材料的形状固定率和形状回复率最优,分别为99.37%和98.53%,且在近红外光照射下30 s内便能回复原样,表现出优秀的形状记忆性能。相较于未交联的复合材料,拉伸强度从15.37 MPa提高到27.85 MPa,提高了81.85%,而断裂伸长率从1046.5%降低至982.48%,下降了6.12%。

关键词：形状记忆聚合物聚己内酯羧基化多壁碳纳米管光热响应

陶砂对石灰石-煅烧黏土-水泥砂浆性能的影响

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建筑材料学报 2024年第1期27卷 16-22页

作者：程书凯游啸陈旭勇陈康吴子杨武汉工程大学土木工程与建筑学院湖北武汉430073 武汉工程大学绿色土木工程材料与结构湖北省工程研究中心湖北武汉430073

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥(LC3)砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明:随着砂胶比的增大,LC... 详细信息

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥(LC3)砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明:随着砂胶比的增大,LC3砂浆的干密度和抗压强度逐渐降低,累积吸水量逐渐增大,抗氯离子侵蚀能力逐渐增强;与掺未预湿陶砂的LC3砂浆相比,掺预湿陶砂的LC3砂浆试件28 d抗压强度增大3.4%~10.8%,28 d电通量降低59.0%~80.0%,累积吸水量降低更为显著. LC3体系中石灰石粉的成核作用能够促进水泥早期水化,偏高岭土的火山灰反应有利于细化孔结构,同时预湿陶砂的内养护效应能够维持基体内部湿度继续促进水泥水化,使得掺预湿陶砂的LC3砂浆微观结构更为密实,从而提高了其力学性能、抗渗性能和抗氯离子侵蚀能力.

关键词：陶砂石灰石-煅烧黏土-水泥力学性能抗渗性能孔结构

基于半导体量子阱中四波混频效应的高效光学非互易

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物理学报 2024年第1期73卷 158-166页

作者：盖云冉郑康丁春玲郝向英金锐博武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室武汉430200

基于半导体量子阱纳米结构中的四波混频效应,提出了一种无磁光学非互易的理论方案.利用实验可得的合适参数,实现了具有高传输率的非互易传输和非互易相移.此外,将这种半导体量子阱纳米结构嵌入马赫-曾德尔干涉仪,选择适当的参数,可以实... 详细信息

基于半导体量子阱纳米结构中的四波混频效应,提出了一种无磁光学非互易的理论方案.利用实验可得的合适参数,实现了具有高传输率的非互易传输和非互易相移.此外,将这种半导体量子阱纳米结构嵌入马赫-曾德尔干涉仪,选择适当的参数,可以实现隔离比为92.39 dB、插入损耗为0.25 dB的双端口光隔离器,以及保真度为0.9993、光子存活率为0.9518、低插入损耗的四端口光环行器.半导体介质具有更容易集成和参数可调的优势,此方案可以为基于半导体固态介质的非互易性和非互易光子器件的实现提供理论指导.

关键词：光学非互易半导体量子阱四波混频

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恒温热源空间不可逆闭式简单燃气轮机循环功率优化

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1241-1247页

作者：王倓陈林根戈延林武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205

空间简单燃气轮机循环动力装置由三部分组成:一是反应器,二是普通闭式简单燃气轮机循环模型,包括:压缩机、透平、蒸发器、工质和热源之间的换热器,三是低温热源侧的辐射散热器,用于向宇宙空间散热。本文建立了恒温热源空间不可逆简单闭... 详细信息

空间简单燃气轮机循环动力装置由三部分组成:一是反应器,二是普通闭式简单燃气轮机循环模型,包括:压缩机、透平、蒸发器、工质和热源之间的换热器,三是低温热源侧的辐射散热器,用于向宇宙空间散热。本文建立了恒温热源空间不可逆简单闭式燃气轮机循环模型,导出了循环的热效率和输出功率。当散热器和两个换热器的总传热面积给定,通过优化两个换热器和散热器间的面积分配,得到了该装置的最大功率;通过优化低温热源温度,得到了装置的双重最大功率。

关键词：有限时间热力学功率优化面积分配不可逆闭式燃气轮机循环性能优化

基于眼动实验的增强现实抬头显示器色彩编码研究

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包装工程 2024年

作者：刘文桂慧武汉工程大学

目的增强现实抬头显示器（AR-HUD）的色彩编码是影响驾驶员认知绩效的关键因素。分析AR-HUD中显示信息的色彩搭配对用户的影响，探究最易识别和理解的配色方案，并提出相应的设计建议，以提高用户在使用AR-HUD时识别和理解信息的速度... 详细信息

目的增强现实抬头显示器（AR-HUD）的色彩编码是影响驾驶员认知绩效的关键因素。分析AR-HUD中显示信息的色彩搭配对用户的影响，探究最易识别和理解的配色方案，并提出相应的设计建议，以提高用户在使用AR-HUD时识别和理解信息的速度。方法采用眼动追踪技术，收集被试在模拟昼夜驾驶条件下观看不同配色方案的眼动数据，提取兴趣区域内的首次注视时间、首次注视持续时间、平均注视持续时间共3项注视类指标。结合被试的主观评价，对AR-HUD的不同配色方案进行了综合分析。结论白天环境下，青色与白色或橙色的组合能有效吸引驾驶员注意，可识别性和可理解性较高；红色可视性较低；绿色与青色的组合容易导致信息混淆；而黄色在强光环境下的信息可见度较低。夜间环境下，黄色搭配白色或青色有助于快速吸引驾驶员注意力并有效处理信息。研究结论可为AR-HUD界面设计的色彩搭配提供参考。

关键词：增强现实抬头显示器色彩编码眼动实验信息可识别性

基于概率密度演化的输电塔-线体系抗风可靠性分析

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计算力学学报 2024年第3期41卷 409-414页

作者：谭淳元张文远刘章军武汉工程大学土木工程与建筑学院武汉430074

以三线两塔直线段输电塔-线体系为工程对象,应用有限元数值模拟,建立了基于概率密度演化的输电塔-线体系抗风可靠性分析方法。首先,应用谱表示-降维方法模拟结构脉动风场,生成风荷载的代表性样本集合。然后,结合概率密度演化理论,分析... 详细信息

以三线两塔直线段输电塔-线体系为工程对象,应用有限元数值模拟,建立了基于概率密度演化的输电塔-线体系抗风可靠性分析方法。首先,应用谱表示-降维方法模拟结构脉动风场,生成风荷载的代表性样本集合。然后,结合概率密度演化理论,分析了输电塔-线体系考虑气弹效应的随机动力反应。最后,应用等价极值思想构建了风荷载作用下输电塔-线体系失效准则,进而对输电塔-线体系的抗风可靠性进行精细化分析。本文结合谱表示-降维方法与概率密度演化理论,实现了仅用较少数量的代表性样本来精细地分析结构的抗风可靠性,为工程实践提供参考。

关键词：输电塔-线体系脉动风场谱表示-降维方法可靠性概率密度演化

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圆柱发热体内圆截面液冷通道的构形优化

工程热物理学报 2024年第7期45卷 1908-1916页

作者：李云峰谢志辉陈林根冯辉君海军工程大学动力工程学院武汉430033 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205

建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源-热沉集成模型,基于构形理论,给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件,以液冷通道数及其半径为设计变量,研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响,获得了... 详细信息

建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源-热沉集成模型,基于构形理论,给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件,以液冷通道数及其半径为设计变量,研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响,获得了不同液冷通道截面积占比下的最优构形。当通道截面积占比和通道数给定时,均存在最优的圆心距使得热源-热沉整体的散热性能最优,但对应两个指标的最优圆心距不同。给定通道截面积占比时,无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道数的增加而降低;给定通道数时,无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道截面积占比的增加而降低。本文所得研究结果可对圆柱器件高效冷却的热设计提供理论指导。

关键词：构形理论理论电子器件散热热设计广义热力学优化

不同吹扫模式下HI分解膜反应器多目标性能优化

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 615-621页

作者：孔锐陈林根夏少军李鹏蕾戈延林海军工程大学动力工程学院武汉430033 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205

建立了不同吹扫模式下碘化氢(HI)分解膜反应器有限时间热力学模型,将吹扫气流率、反应进口压力、渗透膜厚度、反应器长度作为决策变量,以HI转化率最大、H_(2)回收率最大、总熵产率最小为目标开展多目标优化。通过研究发现,在给定的决策... 详细信息

建立了不同吹扫模式下碘化氢(HI)分解膜反应器有限时间热力学模型,将吹扫气流率、反应进口压力、渗透膜厚度、反应器长度作为决策变量,以HI转化率最大、H_(2)回收率最大、总熵产率最小为目标开展多目标优化。通过研究发现,在给定的决策变量变化范围内HI转化率和H_(2)回收率最大两者具有一致性,但两者无法与总熵产率最小同时达到最优;相比顺流吹扫模式,逆流吹扫模式下Pareto前沿目标值均具有较高的HI转化率和H_(2)回收率。使用不同的决策方法选取最优解,顺流模式下的TOPSIS决策点和逆流模式下的LINMAP决策点具有较小的偏差因子可作为反应器参数设计最优解。

关键词：有限时间热力学 HI分解膜反应器 HI转化率 H_(2)回收率总熵产率多目标优化