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基于渲染视角采样的轻量化模板匹配算法

激光与光电子学进展 2024年第18期 404-412页

作者：文代洲王晰任明俊上海交通大学机械与动力工程学院

位姿估计作为一种经典的计算机视觉感知任务，常用于自动驾驶和机器人抓取等场景。基于深度学习的模板匹配位姿估计算法对未知场景的鲁棒性极强，但是当前方法普遍存在显存消耗大且运行速度慢的问题。为此，提出一种轻量化深度学习模板... 详细信息

位姿估计作为一种经典的计算机视觉感知任务，常用于自动驾驶和机器人抓取等场景。基于深度学习的模板匹配位姿估计算法对未知场景的鲁棒性极强，但是当前方法普遍存在显存消耗大且运行速度慢的问题。为此，提出一种轻量化深度学习模板匹配算法。该方法引入深度可分离卷积和注意力机制，在大幅减少模型参数量的前提下，提取更具泛化性的图片特征，提高对未见物体和被遮挡物体的位姿估计精度。此外，提出渲染视角迭代采样优化器，仅增加少量渲染模板来对初始估计结果进行优化，极大提高算法运行速度，并保证匹配精度。开源数据集上的实验结果表明，所提轻量化模型的参数量仅为先进模板匹配模型参数量的0.179%，在不需要高质量渲染模板的条件下，将平均匹配精度提高了3.834%。

关键词：模板匹配位姿估计轻量化模型卷积神经网络

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基于改进密度聚类法的高压加热器传热系数研究

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热能动力工程 2024年第3期39卷 100-108页

作者：钱虹王海心张栋良上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海市电站自动化技术重点实验室上海200072

为了及时发现并处理高压加热器运行经济性失常,采用传热系数直观地反映高压加热器的运行效率,提出基于时序数据分析方法得到传热系数的在线动态模型。首先通过热动力学机理分析得到影响高压加热器传热系数的主要特征参数并建立基于特征... 详细信息

为了及时发现并处理高压加热器运行经济性失常,采用传热系数直观地反映高压加热器的运行效率,提出基于时序数据分析方法得到传热系数的在线动态模型。首先通过热动力学机理分析得到影响高压加热器传热系数的主要特征参数并建立基于特征参数的动态模型;其次,通过蜻蜓算法改进的密度聚类方法构建具有最优邻域参数的优化聚类模型,得到可信端差区间。通过一段时间的某电厂的计算结果比较表明,基于改进密度聚类法的传热系数在线动态模型在计算高压加热器传热系数时均方误差MSE低至0.030 5%,说明该模型有效、可行。

关键词：高压加热器传热系数数据处理蜻蜓算法密度聚类

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微地形风场下架空输电导线风致振动特性分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1567-1580页

作者：赵珊鹏马爱彪张友鹏张文韬王锋张海喜兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司甘肃兰州730050

为研究微地形下架空输电导线风振特性以完善输电线路抗风设计,采用计算流体动力学方法(CFD)模拟得出微地形下不同线路处风速及攻角变化规律,并推导输电导线相对运动时的脉动风荷载。建立跨越微地形的三跨输电导线有限元模型,利用谐波合... 详细信息

为研究微地形下架空输电导线风振特性以完善输电线路抗风设计,采用计算流体动力学方法(CFD)模拟得出微地形下不同线路处风速及攻角变化规律,并推导输电导线相对运动时的脉动风荷载。建立跨越微地形的三跨输电导线有限元模型,利用谐波合成法(WAWS)模拟时间和空间相关的线路脉动风场,对导线施加风荷载,分析微地形下输电导线风振响应。研究结果表明:在微地形下,来流经谷口与山顶时加速明显,水平风速最大加速比达到1.42,坡前垂向风速不可忽略;相较平地风场,跨越山谷、山顶线路第二跨导线的跨中水平位移幅值分别增大58.27%和56.39%,导线水平张力和绝缘子风偏角度大幅增加,导线覆冰舞动可能导致空气间隙不足发生放电,在抗风设计时须增大设计风速;坡前线路风振位移减小,可适当减小安全裕度。研究结果可为复杂山地地形下输电导线抗风设计提供参考。

关键词：微地形输电线路气动力参数数值模拟风致振动

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自复叠制冷系统及其组分分离、迁移与调控研究进展

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制冷学报 2024年第1期45卷 1-17页

作者：李银龙刘国强刘嘉瑞陈旗晏刚西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

自复叠制冷技术因具有较宽的制冷温区、结构简单且运行可靠等优势,在普冷及深冷领域具有广阔的应用前景。对自复叠制冷循环的新流程构建与混合工质多元化的研究已较为广泛,但如何主动调控系统内混合工质的组分质量分数进而提升系统性能... 详细信息

自复叠制冷技术因具有较宽的制冷温区、结构简单且运行可靠等优势,在普冷及深冷领域具有广阔的应用前景。对自复叠制冷循环的新流程构建与混合工质多元化的研究已较为广泛,但如何主动调控系统内混合工质的组分质量分数进而提升系统性能一直是技术瓶颈和研究难点。首先综述了国内外关于自复叠制冷系统的总体研究现状,阐述了其循环流程构建的发展历程。然后,总结了影响系统效率的组分分离与组分偏移特性两方面的研究进展。文中从制冷循环改进与关键元件—气液分离器性能讨论了组分分离方面的研究,并总结了组分迁移的原因、组分迁移特性的研究现状及相积存的理论计算模型。在此基础上,介绍了现有研究中对于自复叠制冷系统工质组分质量分数调控的方法。通过总结自复叠制冷技术在以上4方面的研究现状,提出未来领域内应重点关注的研究方向——组分优化调控,为进一步提升自复叠制冷系统性能提供借鉴与参考。

关键词：自复叠制冷混合工质组分分离组分迁移组分调控

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基于密度泛函理论纤维素热解机理热力学研究

原子与分子物理学报 2025年第5期 7-12页

作者：周俊杰陈曦汤松臻李智聪郑州大学机械与动力工程学院

为了探究纤维素的热解机理，参考相关的实验结果，以纤维素单体模化物为研究对象，采用密度泛函理论的方法，以b3lyp/6-31++g（d,p）为基，对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO2小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇... 详细信息

为了探究纤维素的热解机理，参考相关的实验结果，以纤维素单体模化物为研究对象，采用密度泛函理论的方法，以b3lyp/6-31++g（d,p）为基，对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO2小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和CO2的反应路径为纤维素单体首先开环，之后裂解生成四糖片段M2和乙醇醛P1，能垒最高为339.1 kJ/mol，四糖片段M2经过脱水形成烯酮结构后再与水分子作用生成羧基，最后发生脱羧反应生成CO2，能垒较高为290.1 kJ/mol，不容易发生，整个过程放出98.9 kJ/mol的热量，并对路径反应物、中间体和过渡态进行几何构型全优化，过渡态的振动和频率计算，同时进行不同温度下（400 K、600 K、800 K、1000 K、1200 K）热解过程的热力学分析，对纤维素的热解机理研究将对生物质的热裂解机理研究有重要的意义.

关键词：纤维素热解密度泛函理论反应机理

激光粉末床熔融成形纯锌介观尺度熔池传热与流动机理研究

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中国激光 2024年

作者：韩昌骏袁道林董志黄金淼吴潮潮吴家柱杨永强王迪华南理工大学机械与汽车工程学院福州大学机械工程及自动化学院贵州大学机械工程学院

基于离散元方法和计算流体力学法，建立了介观尺度下激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion, LPBF)成形纯锌熔池传热流动耦合模型。重点讨论了工艺参数对熔池温度场、流场演变以及熔道形貌的影响机制。研究结果表明：LPBF成形过程中... 详细信息

基于离散元方法和计算流体力学法，建立了介观尺度下激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion, LPBF)成形纯锌熔池传热流动耦合模型。重点讨论了工艺参数对熔池温度场、流场演变以及熔道形貌的影响机制。研究结果表明：LPBF成形过程中，低熔沸点纯锌对瞬时热输入的变化非常敏感，随着激光功率的提高，熔道成形尺寸、峰值温度、冷却速率均显著增加，当激光功率由30 W分别提高到60 W和90 W时，熔池实时体积非线性分别增长510%和1730%；扫描速率的提高导致激光能量更多的被表层锌粉所吸收，熔池的长宽比逐渐由1.28变为1.98，长深比由1.61变为3.45，熔池形态呈现长、浅、窄。在熔深方向的温度梯度变大，最大冷却速率由3.6×106K·s-1提高到1.3×107K·s-1，在高扫描速率作用下，实时熔池体积波动大，熔道成形具有不稳定性。随着激光能量密度的提高，熔池内部流动不断加剧，激光中心区域纯锌蒸发现象变得明显，熔池流动的主导驱动力逐渐由温度梯度引起的Marangoni对流转变为蒸发反冲压力，所成形熔道的形貌由中心点状凹坑逐步发展为连续的裂隙状。研究结果可为LPBF成形低熔沸点金属熔池演变与工艺优化提供理论指导。

关键词：激光粉末床熔融纯锌增材制造数值模拟传热流动耦合

不平衡磁拉力作用下无刷双馈电机的转子振动特性研究

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 102-110页

作者：任泰安吴霞吴松荣阚超豪田杰王群京合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都610031 合肥工业大学本科生院安徽合肥230009 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转... 详细信息

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转子系统的振动微分方程组,并对其自由振动响应进行了计算。以某型号无刷双馈电机的样机尺寸为例,分析气隙动偏心状态下电机气隙长度、转子材料及几何尺寸等对电机振动特性的影响,并利用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行分析,结果表明:当转子动偏心率较小时,利用该转子系统的振动微分方程组计算出的解析解与数值计算结果吻合较好,转子的一阶振幅误差仅为0.2%,二阶振幅误差为2%,具有较高的精度且计算较为简便,为电机的高可靠运行提供理论支撑。

关键词：无刷双馈电机转子系统动偏心振动特性不平衡磁拉力

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体系结构模拟器的研究现状、挑战与展望

计算机工程 2024年

作者：张锦陈铸陈照云时洋陈冠军长沙理工大学计算机与通信工程学院国防科技大学计算机学院先进微处理器芯片与系统重点实验室

在众多科学领域的研究与开发中，模拟器都扮演着不可替代的角色。在体系结构领域尤其如此，模拟器提供了一个安全、成本低廉的虚拟环境，使研究人员能够快速开展实验分析和评测。同时，模拟器还可以加速芯片设计和验证的过程，从而节省... 详细信息

在众多科学领域的研究与开发中，模拟器都扮演着不可替代的角色。在体系结构领域尤其如此，模拟器提供了一个安全、成本低廉的虚拟环境，使研究人员能够快速开展实验分析和评测。同时，模拟器还可以加速芯片设计和验证的过程，从而节省时间和资源成本。然而随着处理器体系结构的演化进步，尤其是专用处理器发展呈现多元化特点，为了能够对体系结构设计探索提供重要的反馈，模拟器的重要作用日益凸显。本文综述了体系结构模拟器目前的发展与应用现状，并重点介绍了几种目前较为典型的体系结构模拟器。通过对专用于不同处理器的模拟器技术手段的分析，我们可以深入了解不同架构下模拟器的侧重点及技术难点。此外，还对体系结构模拟器未来发展的关键点进行了思考与评述，以展望其在处理器设计研究领域的前景。

关键词：模拟器体系结构处理器芯片设计反馈虚拟化

传递矩阵法在计算输流管路高频振动时的稳定性改进

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振动与冲击 2024年第2期43卷 138-145页

作者：曹银行柳贡民胡志哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学烟台研究生院山东烟台264006

传递矩阵法(transfer matrix method,TMM)是研究结构振动时常用的计算方法,但在计算大跨度输流管路高频横向振动时,TMM存在数值不稳定的现象,制约了其进一步应用。基于无量纲化计算结果得到的子单元划分准则的全局传递矩阵法(global tra... 详细信息

传递矩阵法(transfer matrix method,TMM)是研究结构振动时常用的计算方法,但在计算大跨度输流管路高频横向振动时,TMM存在数值不稳定的现象,制约了其进一步应用。基于无量纲化计算结果得到的子单元划分准则的全局传递矩阵法(global transfer matrix method,GTMM)、混合能传递矩阵法(hybrid energy transfer matrix method,HETMM)和结合变精度算法的传递矩阵法(variable precision algorithm-transfer matrix method,VPA-TMM)等三种方法解决了这一问题。GTMM是最常用的TMM计算稳定性改进方法;HETMM系首次从层状介质中的波传播计算扩展到管路系统的振动分析领域,计算矩阵的维度和形式不随子单元数的变化而变化,计算时间最短;VPA-TMM无需进行子单元划分,可以看作是从根源上解决了TMM的长跨度高频计算失稳问题,但计算时间会大幅度增加。

关键词：传递矩阵法(TMM) 高频计算失稳全局传递矩阵法(GTMM) 混合能传递矩阵法(HETMM) 变精度算法(VPA)