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基于机器学习的火源热释放速率预测方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 922-932页

作者：杨云浩张国维朱国庆袁狄平贺名欢中国矿业大学深圳研究院深圳518057 瑞能赛特(深圳)科技有限公司深圳518118 江苏费尔曼安全科技有限公司徐州221100

火源热释放速率的准确测量对深入理解火灾演变过程至关重要,然而目前被广泛使用的氧耗法所需设备造价昂贵,成本较高。该文提出了一种基于机器学习的综合性框架,用于输入温度数据预测火源热释放速率。基于火灾动力学模拟(FDS)软件模拟ISO... 详细信息

火源热释放速率的准确测量对深入理解火灾演变过程至关重要,然而目前被广泛使用的氧耗法所需设备造价昂贵,成本较高。该文提出了一种基于机器学习的综合性框架,用于输入温度数据预测火源热释放速率。基于火灾动力学模拟(FDS)软件模拟ISO 9705房间内不同参数的火灾场景,获取不同位置的温度数据,并建立火灾数据库。分别基于最小绝对收缩和选择(Lasso)、随机森林(RF)两种模型的递归特征消除(RFE)算法进行特征筛选,得到两个不同的低维特征子集,并设置对照组。基于不同的特征子集,分析比较了线性回归(LR)、K最近邻(KNN)和轻量级梯度提升机(LightGBM)3种典型模型对热释放速率的预测性能。结果表明:基于随机森林模型的递归特征消除算法筛选所得的特征子集训练的LightGBM模型预测效果最佳,预测结果的根均方误差(RMSE)和均绝对误差(MAE)分别为23.89 kW和15.49 kW,决定系数为0.991 6。该基于机器学习的综合性框架预测效果优异且实施成本较低,为预测火源热释放速率提供了有效途径。

关键词：热释放速率机器学习特征筛选递归特征消除回归预测

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风电塔机检修吊机安装辅助吊机结构分析

工程机械 2024年第3期55卷 127-132,I0016页

作者：陈松坤张经勇河南金利重工科技有限公司

风电塔机的机舱一般都离地面较高且空间狭小,零部件的维修相对困难,故机舱安装式维修吊机应运而生,而安装辅助吊机则为其重要的组成部分。因此,依据风电塔机机舱内的自身情况及辅助吊机的金属结构特点,通过传统经验公式计算并结合有限... 详细信息

风电塔机的机舱一般都离地面较高且空间狭小,零部件的维修相对困难,故机舱安装式维修吊机应运而生,而安装辅助吊机则为其重要的组成部分。因此,依据风电塔机机舱内的自身情况及辅助吊机的金属结构特点,通过传统经验公式计算并结合有限元模型受力分析,针对辅助吊机的制造及安装要求,利用SolidWorks进行三维建模,运用Workbench进行网格划分、加载及计算,从而研究辅助吊机在工作状态下的受力情况,并且在满足吊载要求及施工人员现场施工安全、便捷的情况下,对辅助吊机进行优化设计。

关键词：风电塔机辅助吊机 SolidWorks 有限元分析结构

基于多成熟度光谱信息融合的阿森泰克苹果品质预测模型研究

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食品工业科技 2024年第7期45卷 294-305页

作者：吴莎莎王振杰江梦薇兰维杰屠康李晏袁栋栋潘磊庆南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 江苏福瑞斯农业有限公司江苏宿迁223725

不同成熟度的阿森泰克苹果品质变化大,会显著影响采后贮藏与销售效益。本研究以江苏宿迁四个成熟阶段的阿森泰克苹果为研究对象,首先利用主成分分析(principal component analysis,PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA... 详细信息

不同成熟度的阿森泰克苹果品质变化大,会显著影响采后贮藏与销售效益。本研究以江苏宿迁四个成熟阶段的阿森泰克苹果为研究对象,首先利用主成分分析(principal component analysis,PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)分析其色泽(L^(*)、a^(*)、b^(*)值)、硬度(firmness,FI)、可溶性固形物(soluble solid content,SSC)、可滴定酸(titratable acidity,TA)、水分含量(moisture content,MC)、干物质(dry matter content,DMC)的变化规律;同时,基于可见-近红外(visible and near-infrared,Vis-NIR)与近红外(nearinfrared,NIR)光谱技术结合连续投影(successiveprojectionsalgorithm,SPA)、竞争性自适应重加权(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、无信息变量消除(uninformative variable elimination,UVE)算法进行相关特征变量筛选,基于偏最小二乘(partial least squares,PLS)与支持向量机(support vector machine,SVM)建立阿森泰克苹果品质预测模型。结果表明,SSC、a^(*)、L^(*)、b^(*)对不同成熟度阿森泰克苹果的聚类贡献率较高,510~680、1170~1270、2300 nm为高相关度特征波段。SPA-PLS、SPA-SVM模型能很好地预测不同成熟度阿森泰克的L^(*)、b^(*)、a^(*)值,相对预测偏差(relative percent deviation,RPD)均高于3.00,CARS-PLS模型可以很好地预测SSC,RPD为3.19,但FI、TA、MC、DMC的SPA-PLS模型预测精度相对较低,RPD分别为2.27、2.21、2.32、2.42。研究结果证明Vis-NIR和NIR光谱方法能够预测不同成熟度阿森泰克苹果品质,为阿森泰克苹果采收管理与质量安全控制提供技术参考。

关键词：阿森泰克苹果可见-近红外光谱近红外光谱成熟度品质

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高压缸的结构分析与制造要点

机械制造 2024年第10期 53-55页

作者：罗闯中倬重工科技(大连)有限公司

高压缸是汽轮机的重要组成部分。对火力发电用高压缸的结构进行分析，从焊接和加工两方面给出高压缸的制造要点，并提出高压缸装配检查要求和水压试验要求。

关键词：高压缸结构分析制造

来源：博看期刊

非定常自由面流动模拟的反扩散VOF算法研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 663-675页

作者：李晓东吴乘胜王星王建春张亚英中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中船重工奥蓝托无锡软件技术有限公司江苏无锡214082

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模... 详细信息

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模拟的界面厚度过大、空间分辨率不够,进而影响流场相关变量的计算精度,这一问题在非定常自由面流动模拟中尤为明显。本文针对上述问题,通过在VOF控制方程中引入人工对流项以达到抑制界面扩散、压缩界面厚度的目的,并采用隐式离散人工对流项的方式提高计算稳定性,形成了反扩散VOF算法。经Zalesak和剪切场等经典算例在不同数量网格下的测试验证,表明反扩散VOF算法能够大幅压缩界面厚度,同时明显减小质量误差。随后的三维无障碍溃坝算例和破舱进水算例,进一步证明了反扩散VOF算法在实际非定常流动模拟中能够更好地捕捉自由面并提高计算精度。

关键词：自由面 VOF方法人工对流项反扩散

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一种用于桥梁施工的精确对位方法

工程机械 2024年第6期55卷 188-194,I0026页

作者：丹晨马自乐王成保郑州新大方重工科技有限公司 450064

针对桥梁施工过程中,预制品拼装设备需对预制品进行对位施工的工况,提出一种基于四象限检测的精确对位方法。通过在原有的控制系统上增加四象限传感器、工控机、无线传输等装置,将产生的信号进行相应处理,同时结果用于辅助操作人员进行... 详细信息

针对桥梁施工过程中,预制品拼装设备需对预制品进行对位施工的工况,提出一种基于四象限检测的精确对位方法。通过在原有的控制系统上增加四象限传感器、工控机、无线传输等装置,将产生的信号进行相应处理,同时结果用于辅助操作人员进行精准对位。该方法将预制品的位移精度精确提升至毫米级,并且减少了人工观察时可能出现的危险状况。同时能根据具体施工情况,灵活移动监测点位置,因此该检测方法搭建简单,操作方便,具有良好的可靠性与实操性。

关键词：桥梁施工预制品四象限辅助操作

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考虑出库不确定性的船舶舾装件立库入库优化

哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 1-8页

作者：赵天毅李娜李明昊蒋祖华上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 招商局重工(江苏)有限公司江苏南通226113

针对船舶舾装件立体仓库入库货位分配优化问题,本文建立了以货架稳定原则、齐配就近原则以及出库速度最快原则为优化目标的多目标优化模型。实现了考虑船舶出库不确定特点且兼顾托盘齐配率提升的立库入库优化。该研究通过分布式鲁棒优... 详细信息

针对船舶舾装件立体仓库入库货位分配优化问题,本文建立了以货架稳定原则、齐配就近原则以及出库速度最快原则为优化目标的多目标优化模型。实现了考虑船舶出库不确定特点且兼顾托盘齐配率提升的立库入库优化。该研究通过分布式鲁棒优化解决了由于舾装件种类多、标准化程度低等特点导致的出库频率分布难以通过历史数据进行准确刻画的问题。基于模型的数学结构对模型进行分解,并研究设计了使用遗传算法进行热启动的分支定价算法。克服了启发式算法无法获得精确解、传统优化算法求解时间过长的两大难题,实现了大规模问题的快速精确求解,并通过数值实验结果表明:该模型对舾装件入库货位分配具有明显的优化效果。

关键词：舾装件立体仓库货位分配不确定性多目标优化分布式鲁棒优化遗传算法热启动分支定价算法

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基于低损耗多芯光纤的空分复用量子密钥分配

光学学报 2024年第16期44卷 338-346页

作者：赵良圆张功会孙伟徐东韦峥梁洪源王林江苏亨通问天量子信息研究院有限公司江苏苏州215200 江苏亨通光纤科技有限公司江苏苏州215200

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特... 详细信息

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特误码率平均值为0.88%;当共纤传输距离为42.78 km时,QKD的安全密钥率平均值为0.75 kbit/s,量子比特误码率平均值为2.15%。与量子信号单独占用一根光纤时QKD的性能进行对比,商用多芯光纤的芯间串扰对QKD信噪比的影响较小,表明基于商用多芯光纤可实现SDM-QKD的实际部署和应用。

关键词：量子光学量子密钥分配量子密码多芯光纤空分复用同纤共传

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高效柔性钙钛矿太阳电池研究

太阳能学报 2024年第4期45卷 116-121页

作者：白建明于越李治学彭飞华电重工股份有限公司北京100071

对柔性钙钛矿太阳电池(FPSCs)成膜工艺进行研究,针对在柔性基底上沉积薄膜不均匀、较多缺陷、内部应力等问题,分析其形成原因和影响因素。选择PET/ITO作为柔性基底,SnO2作为电子传输层,加入KCl进行调控,KCl的加入可增加电子传输层与柔... 详细信息

对柔性钙钛矿太阳电池(FPSCs)成膜工艺进行研究,针对在柔性基底上沉积薄膜不均匀、较多缺陷、内部应力等问题,分析其形成原因和影响因素。选择PET/ITO作为柔性基底,SnO2作为电子传输层,加入KCl进行调控,KCl的加入可增加电子传输层与柔性导电基底的亲和性,从而获得致密且缺陷较少的膜层。通过优选钙钛矿前驱体各组分配比,加入MACl作为添加剂调控结晶过程,并在钙钛矿表面设计PEAI钝化层钝化界面,获得高质量的钙钛矿结晶和致密表面,并使电池的柔韧性能得到提升。在适宜的环境下,制备认证效率达到23.14%的柔性钙钛矿太阳电池,其在弯折10000次后仍能保持80.48%的初始光电转换效率。

关键词：钙钛矿太阳电池柔性成膜工艺制备环境