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离散Boltzmann方程的求解:基于有限体积法

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物理学报 2024年第11期73卷 70-79页

作者：孙佳坤林传栋苏咸利谭志城陈亚楼明平剑中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 新加坡国立大学机械工程系新加坡119260

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳... 详细信息

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳定性有着直接影响.为了提高数值模拟的可靠性,本文引入有限体积法用于求解离散Boltzmann方程.有限体积法是一种常用的数值计算方法,具有守恒性强、精度高等特点,可用于有效处理高速可压缩流体的数值计算问题.本文采用MUSCL格式进行重构,并引入了通量限制器以提高数值计算的稳定性.最后,对基于有限体积的离散Boltzmann方法进行了验证,数值算例包括冲击波、Lax激波管以及声波.结果表明,该方法能够准确刻画冲击波、稀疏波、声波,以及物质界面的演化,同时确保系统的质量、动量和能量守恒,还可以准确测量流体系统的流体力学和热力学非平衡效应.

关键词：离散Boltzmann方法有限体积法非平衡效应可压缩流

面向施工机器人定位的多模态数据融合方法研究综述

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计算机工程与应用 2024年第15期60卷 11-23页

作者：李佳益马智亮陈礼杰季鑫霖清华大学土木工程系北京100084 香港大学土木工程系中国香港999077

施工机器人的定位数据源种类繁多,融合多模态数据不仅有助于提升建筑项目中施工机器人的定位性能,同时也方便施工机器人的协同作业。数据融合方法旨在通过不同数据源的优势互补,改进数据采集及处理方法等,实现施工机器人的定位和数据共... 详细信息

施工机器人的定位数据源种类繁多,融合多模态数据不仅有助于提升建筑项目中施工机器人的定位性能,同时也方便施工机器人的协同作业。数据融合方法旨在通过不同数据源的优势互补,改进数据采集及处理方法等,实现施工机器人的定位和数据共享,支持施工机器人定位精度、实时性或鲁棒性等的提高,从而提高整体建筑施工效率和项目管理水平。已有不少针对特定场景探索施工机器人定位的数据融合方法相关研究成果,但尚无针对施工机器人定位的数据融合方法相关研究综述。经系统的检索,首先,按照是否与先验数据融合,将其分为先验数据与传感器实时数据融合和多种传感器数据融合两类进行分析;然后,对数据融合方法进行对比分析;最后,总结和展望了施工机器人多模态数据融合方法的未来研究方向。从研究结果分析,现阶段已有的研究成果中,施工机器人定位的数据源选择差异性较大,定位效果差异也很大。该综述可为相关领域的进一步研究提供参考。

关键词：施工机器人定位数据融合方法多模态数据

基于多项分布的导弹命中精度贝叶斯验收方案设计

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北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1991-2000页

作者：刘昊邦史宪铭屈金标荣丽卿陆军工程大学装备指挥与管理系石家庄050003

导弹命中精度验收试验是检验导弹命中性能的重要环节。针对现有GJB3400—1998中的二项分布命中精度验收试验方法难以细致描述导弹精度性能问题,考虑点目标区域对其作战效能影响,将命中精度内涵由将目标看作毁伤效果具有同一性的整体,拓... 详细信息

导弹命中精度验收试验是检验导弹命中性能的重要环节。针对现有GJB3400—1998中的二项分布命中精度验收试验方法难以细致描述导弹精度性能问题,考虑点目标区域对其作战效能影响,将命中精度内涵由将目标看作毁伤效果具有同一性的整体,拓展为导弹命中不同区域会产生不同等级毁伤效果的多区域目标,并将导弹命中精度试验采用多项分布表示。同时在验收试验中采用贝叶斯方法并结合Dempster-Shafer(D-S)证据理论可融合多源先验信息,提出一种基于多项分布的导弹命中精度贝叶斯验收方案设计方法。示例结果表明:所提方法相比GJB3400—1998中的方法能够从命中不同重要区域的多个标准检验导弹精度性能,有利于帮助使用方得到命中精度更为可靠的导弹,并充分利用命中精度先验信息,有效降低验收双方风险,为导弹命中精度鉴定和验收设计提供借鉴。

关键词：导弹命中精度验收方案多项分布贝叶斯 Dempster-Shafer证据理论

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重大突发公共卫生事件防控策略计算实验分析

系统工程理论与实践 2024年第6期44卷 1950-1964页

作者：刘明开吉曹杰南京理工大学经济管理学院南京210094 徐州工程学院管理工程学院徐州221018

本文借鉴外来物种入侵管理思想,构建一类重大突发公共卫生事件防控策略计算实验分析模型.该模型综合考虑了病毒传播扩散过程中的多重异质性,不仅为重大突发公共卫生事件的当前和未来演变构建演化情景,分析不同非医疗干预措施对事件发展... 详细信息

本文借鉴外来物种入侵管理思想,构建一类重大突发公共卫生事件防控策略计算实验分析模型.该模型综合考虑了病毒传播扩散过程中的多重异质性,不仅为重大突发公共卫生事件的当前和未来演变构建演化情景,分析不同非医疗干预措施对事件发展的影响,提供升级防控措施的最优时空节点和最小化总感染人数的策略,而且通过病毒检测约束设计,将常见的几种疫情防控策略进行了有机统一刻画.计算实验结果表明,在重大突发公共卫生事件应急响应初期,采取动态清零策略具有其独特的价值,在感染者人数、重症率、危重症率等方面都显著优于其它策略;研究同时发现病毒检测效率、接触系数等均存在明显的边际递减效应,而强软社交距离政策联合使用效果更优.

关键词：重大突发公共卫生事件防控策略计算实验入侵物种管理资源配置

基于深度强化学习算法的纯电动矿用汽车再生制动策略研究

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工程科学学报 2024年第3期46卷 503-513页

作者：杨威威罗登昊张文明北京科技大学机械工程学院车辆工程系北京100083

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度... 详细信息

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)的能量管理策略.其中车速、加速度、车辆质量与道路坡度、动力电池荷电状态(SOC)及充放电倍率作为状态变量;变速箱挡位作为动作变量;动力电池SOC及电池寿命作为奖励函数.仿真结果表明,基于动态规划的控制策略和所提出的基于SAC算法与基于DDPG算法的优化控制策略回馈效率分别提高了18.15%、17.18%和16.63%,电池寿命分别提升了57.31%、56.87%和57.38%.最后通过比较两种基于深度强化学习算法策略的奖励曲线,可以看出与基于DDPG算法的控制策略相比,所提出的基于SAC的能量管理控制策略的收敛速度提升了166.7%.

关键词：纯电动矿用汽车再生制动电池寿命控制策略强化学习

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深度学习赋能波束管理：现状、挑战与机遇

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：王昭诚马可清华大学电子工程系

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署，基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时，波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对，以保障可靠的无线通信服务。传统波束... 详细信息

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署，基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时，波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对，以保障可靠的无线通信服务。传统波束管理方法往往依赖于海量搜索。同时，传统数学模型无法全面的、准确刻画非线性的波束的内在关联和高维无线环境特征，因而难以取得令人满意的波束增益性能。近年来，得益于深度学习强大的自适应拟合能力，深度学习赋能波束管理得到了国内外广泛关注。本文总结了深度学习赋能波束管理的研究进展，并展望了未来的研究方向。首先，阐述了深度学习应用于波束管理的典型场景和潜在优势；随后，从空/时/频域切入，讨论当前深度学习赋能波束管理的主要研究路线和代表性工作；最后，面向更大规模的无线网络、更多元的波束管理功能和更鲁棒的深度学习模型，阐述未来的研究挑战与机遇。

关键词：深度学习波束管理空域时域频域

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圆形截面罐体液体晃动的摆锤模型可行性研究

力学与实践 2024年第5期46卷 982-991页

作者：何烈云刘天兰王冰睿周妍浙江警察学院交通管理工程系杭州310053 杭州航天电子技术有限公司杭州310052

为研究圆形截面罐体液罐车液体晃动等效摆锤模型的可行性,运用非惯性系下流体Euler方程和均质平面体质心计算公式,构建了液体自由液面倾斜率和质心坐标精确计算模型。得出圆形截面罐体液罐车在横向加速度作用下,液体质心运动轨迹是以罐... 详细信息

为研究圆形截面罐体液罐车液体晃动等效摆锤模型的可行性,运用非惯性系下流体Euler方程和均质平面体质心计算公式,构建了液体自由液面倾斜率和质心坐标精确计算模型。得出圆形截面罐体液罐车在横向加速度作用下,液体质心运动轨迹是以罐体截面中心为圆心的一段圆弧,在此基础上提出了一种以液体质心与罐体中心连线为等效摆长的摆锤模型。采用理论计算与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真技术,分别得到相对应条件下的摆锤振动曲线图像。摆锤振动曲线图像表明,将圆形截面罐体液罐车液体晃动视为摆锤振动具有可行性,可以较好地反映出液体晃动变化规律,方便计算液体晃动时对罐体内壁的反作用力。研究结论可为开展液罐车横向稳定性研究提供理论参考。

关键词：液罐车横向稳定性横向加速度液体晃动摆锤模型

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可靠性增长试验及其教学实验的设计与实现

上海质量 2024年第9期 61-65页

作者：李成上海电机学院管理工程系

本文针对高校可靠性工程课程中实验教学普遍缺位的情况，研究了可靠性试验的作用和分类，给出了可靠性增长教学实验的设计与实现。首先将其分解为缺陷激发、缺陷原因分析/改进措施制定、可靠性增长验证3个环节，其次选择普通的数字时钟... 详细信息

本文针对高校可靠性工程课程中实验教学普遍缺位的情况，研究了可靠性试验的作用和分类，给出了可靠性增长教学实验的设计与实现。首先将其分解为缺陷激发、缺陷原因分析/改进措施制定、可靠性增长验证3个环节，其次选择普通的数字时钟电路为实验对象，故意设置了某些缺陷，通过设计完整的教学实验方案以及研制一种多功能、集成化的可靠性教学实验设备，给出了实验操作过程。经过多轮教学实践的检验，其证明可以为高校可靠性实验教学提供良好的支撑，使学生体验可靠性增长试验的全过程、全要素，增强对可靠性理论与试验的理解。

关键词：可靠性试验可靠性增长教学实验集成化可靠性教学实验设备

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资源分布视角下区域保障调度模型研究

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3093-3102页

作者：胡志刚楼京俊史跃东海军工程大学管理工程与装备经济系湖北武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视... 详细信息

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视角下的区域保障调度基本模型,考虑决策层级将其拓展为多分辨率模型,然后基于sinkhorn算法提出保障调度概率方案作为转换,进而给出多分辨率模型的保障调度方案求解算法。案例分析表明,非指数分布和自由竞争环境下,保障调度方案具有鲁棒性。

关键词：装备保障资源分布保障调度最优传输

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