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基于激光模式调控的高强铝合金定向能量沉积成形工艺优化

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材料工程 2024年第7期52卷 44-56页

作者：史东来贾车旺孙刘铄赵宇凡杨海欧林鑫西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室西安710072

由于7075铝合金主要组成元素的沸点较低、熔体的表面张力梯度较大,加之定向能量沉积(DED)工艺中常用的圆形高斯分布(CG)激光束斑能量分布的不均匀性,导致7075铝合金DED试样的成形质量普遍不佳,这极大限制了7075铝合金DED的进一步应用。... 详细信息

由于7075铝合金主要组成元素的沸点较低、熔体的表面张力梯度较大,加之定向能量沉积(DED)工艺中常用的圆形高斯分布(CG)激光束斑能量分布的不均匀性,导致7075铝合金DED试样的成形质量普遍不佳,这极大限制了7075铝合金DED的进一步应用。通过激光光场模式调控,可以有效改变熔池的温度场、流场及其相应的凝固条件,从而提升激光增材制造试件的成形质量和微观组织的主动控制能力。采用离轴抛物积分镜将CG光场模式匀化为圆形平顶分布(CF)光场模式,并进一步将CF光场模式倾斜以获得横向椭圆平顶分布(TE)光场模式。利用这三种不同的光场模式激光分别制备了7075铝合金DED的单道熔覆、单壁墙及块体试样。结合数值模拟,揭示光场模式对成形质量及凝固组织的影响规律及其内在机理。模拟结果显示,将激光束斑从传统的CG光场模式调制为CF与TE光场模式后,激光在熔覆层表面的热通量均匀性得到显著改善,进而减小了熔体温度梯度,提高了凝固速率。与CG光场模式相比,成形质量方面,CF与TE光场模式下单壁墙和块体试样的表面成形质量得到显著提升,其中单壁墙的宽度变化大幅降低,块体试样水平方向的尺寸精度提高,此外块体试样的致密度分别从95.8%提升至97.2%与97.7%;凝固组织方面,织构得到显著弱化,并且晶粒尺寸减小约50%,同时晶粒内纳米析出相η相的数量也有所增加。

关键词：定向能量沉积高强铝合金光场模式调控成形质量微观组织

冷却速率对La基非晶合金β弛豫行为和应力弛豫的影响

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物理学报 2024年第3期73卷 188-198页

作者：孟绍怡郝奇王兵段亚娟乔吉超西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学物理科学与技术学院西安710072 西北工业大学重庆科创中心重庆401135

β弛豫行为及应力弛豫是探索非晶合金微观结构非均匀性的重要切入口.β弛豫行为及应力弛豫与非晶合金扩散、玻璃转变行为以及塑性变形等密切相关,探究它们之间关联有重要科学意义.本文以典型的La基非晶合金作为研究载体,系统地探究了通... 详细信息

β弛豫行为及应力弛豫是探索非晶合金微观结构非均匀性的重要切入口.β弛豫行为及应力弛豫与非晶合金扩散、玻璃转变行为以及塑性变形等密切相关,探究它们之间关联有重要科学意义.本文以典型的La基非晶合金作为研究载体,系统地探究了通过不同冷却速率所得块体样品与条带样品的β弛豫特征及应力弛豫行为.结果表明,冷却速率是控制玻璃体系能量状态,进而影响其物理力学性能的重要参数.冷却速率越大,低温内耗更大,对应β弛豫激活能更小,β弛豫行为在温度谱中展宽更大,表明高冷却速率导致原子移动性更大,微观尺度结构非均匀程度更高.基于应力弛豫测量与分析,发现高冷却速率变形特征时间减小,归一化应力衰减幅度更大,在外加力场作用下更易变形,变形单元更易激活以容纳结构形变.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫、变形及微观结构非均匀性之间关联提供了思路.

关键词：非晶合金 β弛豫冷却速率应力弛豫微观结构非均匀性

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涉水光学

中国科学：信息科学 2024年第2期54卷 227-280页

作者：李学龙西北工业大学光电与智能研究院西安710072 智能交互与应用工业和信息化部重点实验室(西北工业大学) 西安710072

涉水光学(water-related optics)主要研究光与水的物质相互作用机理及光的跨介质传播机理,解决与涉水光学数据智能获取、信息传输及智能信号处理有关的各种问题,探索光学在涉水领域中应用的科学,是临地安防(vicinagearth security, VS)... 详细信息

涉水光学(water-related optics)主要研究光与水的物质相互作用机理及光的跨介质传播机理,解决与涉水光学数据智能获取、信息传输及智能信号处理有关的各种问题,探索光学在涉水领域中应用的科学,是临地安防(vicinagearth security, VS)体系中水下安防的重要学科支撑.近年来,随着光学技术和智能科学的快速发展,光学在水体中的应用日渐突出,涌现出大量的涉水光学新理论、新技术,同时面临着新的机遇与挑战,对我国领水的防卫、防护、生产、安全、救援等具有重要的意义.本文系统介绍了光学技术在涉水领域中的数据获取、信息传输及智能信号处理,包括涉水光学中的传感、测量、成像、探测、通信、智能信号处理等研究方向.本文对现有涉水光学理论和技术进行了深入的思考,针对现有的科学技术现状,分析了涉水光学当前所面临的挑战,并展望了涉水光学的未来发展趋势.

关键词：光与水相互作用智能科学海洋光学水下光学认知计算水下安防临地安防

基于Stacking策略的集成BN网络目标威胁评估

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 586-598页

作者：王紫东高晓光刘晓寒西北工业大学电子信息学院陕西西安710129

现有基于贝叶斯网络的威胁评估采用专家经验确定的朴素结构,其推理评估结果精度欠佳。为此,提出一种融合专家经验与数据观测的基于Stacking策略的集成贝叶斯网络(ensemble Bayesian network,EBN)。首先使用不同搜索空间内的评分优化算... 详细信息

现有基于贝叶斯网络的威胁评估采用专家经验确定的朴素结构,其推理评估结果精度欠佳。为此,提出一种融合专家经验与数据观测的基于Stacking策略的集成贝叶斯网络(ensemble Bayesian network,EBN)。首先使用不同搜索空间内的评分优化算法获得数据观测模型集并进行模型平均;然后使用专家经验朴素模型对平均网络进行修剪,形成威胁约束集合;最后以动态规划为基础,通过该集合限制节点序图扩展,以求取全局最优威胁评估网络。在作战想定中,EBN模型单目标威胁概率推理精度比朴素贝叶斯模型高出10%,在多目标威胁排序任务中,其Spearman系数分布亦优于朴素模型。

关键词：威胁评估贝叶斯网络结构学习约束优化

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高维数据局部贝叶斯网络结构学习

系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2676-2685页

作者：王阳阳高晓光茹鑫鑫西北工业大学电子信息学院陕西西安710129

针对高维数据下贝叶斯网络结构学习精度和效率低的问题,提出一种基于归一化互信息和近似马尔可夫毯的特征选择(feature selection based on normalized mutual information and approximate Markov blanket,FSNMB)算法来获取目标节点的... 详细信息

针对高维数据下贝叶斯网络结构学习精度和效率低的问题,提出一种基于归一化互信息和近似马尔可夫毯的特征选择(feature selection based on normalized mutual information and approximate Markov blanket,FSNMB)算法来获取目标节点的马尔可夫毯(Markov blanket,MB),进一步结合MB和Meek规则实现基于特征选择的局部贝叶斯网络结构(construct local Bayesian network based on feature selection,FSCLBN)算法,提高局部贝叶斯网络结构学习的精度和效率。实验证明,在高维数据中,FSCLBN算法与现存的局部贝叶斯网络结构学习算法相比更具优势。

关键词：贝叶斯网络特征选择互信息马尔可夫毯

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面向差异化业务保障的自适应信道预约多址接入协议

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 84-91页

作者：刘泽李波杨懋闫中江西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

在无中心节点网络中可能存在不同类型的业务,部分高优先级业务具有严格的时延等服务质量(quality of service,QoS)需求。但当网络负载较重时,冲突概率明显提高,使得这些业务的需求难以得到保障,如何设计高效的多址接入协议以保证不同种... 详细信息

在无中心节点网络中可能存在不同类型的业务,部分高优先级业务具有严格的时延等服务质量(quality of service,QoS)需求。但当网络负载较重时,冲突概率明显提高,使得这些业务的需求难以得到保障,如何设计高效的多址接入协议以保证不同种类业务的服务质量是重要的研究方向。信道预约机制是保证QoS的重要方法,但现有信道预约机制对多种业务服务时,通常没有根据服务质量需求和网络状况精细调整预约参数。因此针对以上问题提出了一种面向差异化业务保障的信道预约MAC协议(differentiated service guarantee adaptive reservation mechanism,DSGARM),协议核心思想是针对每种业务的容忍时延需求和网络状况精细提供差异化服务,协议中通过建立的数学模型设计自适应算法,定量计算出满足时延需求的预约参数,能够根据网络状况自适应调整合适的预约参数以保障每一类业务的时延需求。仿真结果说明了提出协议的优势,具有较大的实际意义。

关键词： Ad Hoc网络信道预约机制差异化业务保障

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蝠鲼交错排布集群游动水动力性能

物理学报 2024年第13期73卷 201-209页

作者：高鹏骋田徐顺黄桥高潘光褚勇西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学宁波研究院无人航行技术研究中心宁波315048

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流... 详细信息

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0—1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69%和6.77%.

关键词：蝠鲼集群游动交错排布水动力特性涡结构

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覆盖整个UHF频段的吸波结构

电子学报 2024年第2期52卷 421-427页

作者：吴昌英高阳马承乾冯富森林西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

设计了一种覆盖整个特高频(Ultra-High Frequency,UHF)频段的超宽带吸波结构.利用了磁性材料的磁导率随频率减小而增大的特性,降低了吸波结构性能对频率的敏感性;结合等效电路方法,引入电损耗,进一步改善了吸波结构的低频性能.在整个UH... 详细信息

设计了一种覆盖整个特高频(Ultra-High Frequency,UHF)频段的超宽带吸波结构.利用了磁性材料的磁导率随频率减小而增大的特性,降低了吸波结构性能对频率的敏感性;结合等效电路方法,引入电损耗,进一步改善了吸波结构的低频性能.在整个UHF频段测量了羰基铁粉的介电常数和磁导率,采用遗传算法优化了等效电路参数,采用全波仿真软件优化了结构参数,在低频端对所加工的吸波结构的反射系数进行了测量.测量结果、仿真结果和等效电路结果吻合良好.所设计的吸波结构的相对带宽超过164%,厚度为最低工作频率波长的2.9%.

关键词：吸波结构 UHF频段超宽带羰基铁粉遗传算法

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基于IWOA-ELM算法的脑电情绪识别方法研究

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 1-8页

作者：谢松云雷凌俊孙江徐建西北工业大学电子信息学院西安710129 西北工业大学医学研究院西安710129

情绪是人类重要的生理属性,情绪识别技术可以更好地辅助人类进行自我认识。本文针对不同受试者之间的脑电信号(EEG)存在巨大差异的难点,在传统鲸鱼优化算法(WOA)中引入新机制,加速算法的优化和收敛。同时,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)用... 详细信息

情绪是人类重要的生理属性,情绪识别技术可以更好地辅助人类进行自我认识。本文针对不同受试者之间的脑电信号(EEG)存在巨大差异的难点,在传统鲸鱼优化算法(WOA)中引入新机制,加速算法的优化和收敛。同时,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)用于搜索极限学习机模型(ELM)中的最佳训练方案,包括最佳特征集、训练参数以及脑电通道。纳入24种常见的EEG情绪特征进行测试,发现不同受试者最佳脑电情绪特征之间存在一定特异性,同时也具有共性。本文所提方法在脑电情绪识别中获得92.19%的平均识别准确率,显著减少了手动调试模型的工作量,且具有更高的识别精度和更短的训练时间,相较于对照方法具备更优越的性能,为情绪脑电信号解码研究提供了新的思路。

关键词：脑电图情绪识别鲸鱼优化算法特征选择极限学习机