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钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 164-172页

作者：谷志强高丹盈王建召李昊璋胡玉博郑州大学黄河实验室河南郑州450002 郑州大学土木工程学院河南郑州450002

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析... 详细信息

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测模型,并与试验结果对比进行验证。采用该模型分析钢纤维混凝土梁的混凝土、钢筋应变以及受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数的退化规律,得到不同疲劳循环次数后试验梁的剩余承载力。结果表明:钢纤维能够显著提高梁的疲劳性能,试验梁的受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数增加呈两阶段减小趋势,而受压区混凝土和受拉钢筋的应变以及梁剩余承载力呈三阶段发展模式,42根钢筋钢纤维混凝土梁的试验疲劳寿命与预测疲劳寿命比值的均值为0.953,变异系数为0.284,整体符合较好。

关键词：钢纤维混凝土梁疲劳试验全过程分析寿命预测

基于预期动态方程的含高比例可再生能源孤岛运行微电网负荷频率控制

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 954-964,I0009页

作者：吴振龙刘艳红薛亚丽李东海 CHEN Yangquan 郑州大学电气与信息工程学院郑州450001 清华大学能源与动力工程系北京100084 加州大学默塞德分校工程学院美国默塞德CA 95343

针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控... 详细信息

针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控制效果的影响,总结了简单、实用的参数整定流程,并在微电网负荷频率控制系统中应用.在不同工况下与多种控制器进行仿真对比,结果表明:所提控制策略能够在保证鲁棒性的前提下取得最佳控制效果,展现出很高的工程应用价值.

关键词：微电网负荷频率控制预期动态方程比例-积分-微分参数整定

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基于改进YOLOv7的杨梅树单木检测

农业工程学报 2024年第11期40卷 159-167页

作者：王凯陈优良胥寒莉江西理工大学土木与测绘工程学院赣州341000

为了快速检测和统计杨梅树的数量,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的杨梅树单木检测模型:YOLOv7-ACGDmix。首先,对YOLOv7的可扩展高效长程注意力网络(extended-efficient long-range attention networks, E-ELAN)进行改进,通过融合兼具... 详细信息

为了快速检测和统计杨梅树的数量,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的杨梅树单木检测模型:YOLOv7-ACGDmix。首先,对YOLOv7的可扩展高效长程注意力网络(extended-efficient long-range attention networks, E-ELAN)进行改进,通过融合兼具卷积和注意力机制优势的ACmix(a mixed model that enjoys the benefit of both self-attention and convolution)结构得到AC-E-ELAN模块,提升模型的学习和推理能力,引入可变形卷积(deformable convolutional networks version 2, DCNv2)结构得到DCNv2-E-ELAN模块,增强模型对不同尺寸目标的提取能力;其次,采用内容感知特征重组(content-aware reassembly of features, CARAFE)上采样模块,提高模型对重要特征的提取能力;然后,在主干和头部网络部分添加全局注意力机制(global-attention mechanism, GAM),强化特征中的语义信息和位置信息,提高模型特征融合能力;最后,采用WIoU(wise intersection over union)损失函数减少因正负样本数据不平衡造成的干扰,增强模型的泛化性。在公开数据集上的试验结果表明,YOLOv7-ACGDmix模型的精确率达到89.1%,召回率达到89.0%,平均精度均值(mean average precision, mAP)达到95.1%,F_(1)-score达到89.0%,相比于原YOLOv7模型分别提高1.8、4.0、2.3和3.0个百分点。与Faster R-CNN、SSD、YOLOv8模型相比,改进模型的平均精度均值(mAP_(0.5))分别提高了9.8、2.2、0.7个百分点。实地采集杨梅树样本数据的检测精确率87.3%、召回率85.7%。试验表明,改进模型为基于无人机影像的杨梅树单木检测提供了一种有效的解决方案,对果园精准管理的发展具有重要意义。

关键词：图像识别目标检测杨梅树 YOLOv7 单木检测

粤港澳大湾区大气PM_(2.5)浓度的遥感估算模型

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环境科学 2024年第1期45卷 8-22页

作者：代园园龚绍琦张存杰闵爱莲王海君南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 国家气候中心北京100081

PM_(2.5)对大气环境和人类健康危害极大,及时准确地掌握高时空分辨率的PM_(2.5)浓度对空气污染防治起着重要作用.基于粤港澳大湾区2015~2020年多角度大气校正算法(MAIAC)1 km AOD产品、ERA5气象资料和站点污染物浓度(CO、O_(3)、NO_(2)... 详细信息

PM_(2.5)对大气环境和人类健康危害极大,及时准确地掌握高时空分辨率的PM_(2.5)浓度对空气污染防治起着重要作用.基于粤港澳大湾区2015~2020年多角度大气校正算法(MAIAC)1 km AOD产品、ERA5气象资料和站点污染物浓度(CO、O_(3)、NO_(2)、SO_(2)、PM10和PM_(2.5)),分别建立了估算PM_(2.5)浓度的时空地理加权模型(GTWR)、BP神经网络模型(BPNN)、支持向量机回归模型(SVR)和随机森林模型(RF).结果表明,RF模型的估算能力优于BPNN、SVR和GTWR模型,BPNN、SVR、GTWR和RF模型的相关系数依次为0.922、0.920、0.934和0.981,均方根误差(RMSE)分别为7.192、7.101、6.385和3.670μg·m^(-3),平均绝对误差(MAE)分别为5.482、5.450、4.849和2.323μg·m^(-3);RF模型在季节PM_(2.5)的预测中以冬季效果最佳、夏季次之、春季和秋季再次,预测值与实测值的相关系数在0.976以上;RF模型可用于大湾区PM_(2.5)浓度的预测分析研究.在时间上,大湾区各市2021年逐日ρ(PM_(2.5))呈“先减后增”的变化趋势,最高值在65.550~112.780μg·m^(-3),最低值介于5.000~7.899μg·m^(-3);月均浓度变化呈“U”型分布,1月开始降低至6月达到谷值后逐渐升高;季节上表现为冬季浓度最高、夏季最低、春秋季节过渡的特点;大湾区年均ρ(PM_(2.5))为28.868μg·m^(-3),低于年均二级浓度限值.空间上,2021年PM_(2.5)呈“西北-东南”递减的特征,高污染区域聚集在大湾区的中部,以佛山为代表;低浓度区主要分布在惠州东部、港澳和珠海等沿海地区;不同季节PM_(2.5)浓度在空间分布上也表现出异质性和区域性.RF模型估算了高精度PM_(2.5)浓度,为大湾区PM_(2.5)污染相关的健康风险评估提供了科学依据.

关键词：粤港澳大湾区 MAIAC AOD PM_(2.5) 时空地理加权模型(GTWR) BP神经网络模型(BPNN) 支持向量机回归模型(SVR) 随机森林模型(RF)

不同流向上小流道加热管内超临界CO_(2)的压降特性

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化工进展 2024年第2期43卷 830-843页

作者：王磊曹雄金罗凯王艳费华江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在小流道加热管径为0.75mm内的压降特性进行了实验研究。结果表明,不同流动(水平流动、垂直向上流动以及垂直向下流动)方向上,实验总压降、摩擦压降以及加速度压降均随着系统压力的升高而逐渐减小,... 详细信息

针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在小流道加热管径为0.75mm内的压降特性进行了实验研究。结果表明,不同流动(水平流动、垂直向上流动以及垂直向下流动)方向上,实验总压降、摩擦压降以及加速度压降均随着系统压力的升高而逐渐减小,而随着质量流量的增大、加热功率以及进口温度的升高而增大。然而,在垂直流动方向上重力压降随着系统压力的升高以及质量流量的增大而逐渐增大,但随着加热功率以及进口温度的升高而逐渐减小。当系统压力、质量流量、加热功率以及进口温度保持恒定时,不同流动方向上超临界CO_(2)流体的摩擦压降均在实验总压降中所占有的比例最大,而重力压降在实验总压降中所占有的比例最小。通过两种测试管径的压降数据比较可知,超临界CO_(2)流体在不同流动方向上实验总压降的变化趋势始终保持一致,并且小管径的实验总压降远大于大管径的实验总压降,从而说明测试管径的尺寸大小对实验总压降的变化有着显著影响。

关键词：超临界CO_(2) 不同流动方向总压降摩擦压降加速度压降重力压降

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基于融合特征t-SNE降维的控制图质量异常模式识别

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系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2381-2393页

作者：王宁郭梓昱田淑珂李可雨阳郑州大学商学院郑州450001 郑州大学国际质量发展研究院郑州450001

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方... 详细信息

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方法.首先,从生产过程动态数据流中提取其统计特征、形状特征并与原始特征进行融合,形成动态数据流的高维融合特征;然后利用t-SNE算法对融合特征进行降维, t-SNE算法能够有效地处理线性和非线性数据,并产生更有意义的聚类;进而利用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural networks, 1DCNN)作为分类器实现复杂产品制造过程的质量异常模式识别;最后,通过仿真实验将本文所提方法与单一类型特征方法、融合特征方法以及融合特征主成分分析法(principal component analysis, PCA)、核主成分分析(kernel PCA, KPCA)和局部线性嵌入算法(locally linear embedding, LLE)降维方法的识别模型进行比较,并利用锂离子电池极片制造过程为例进一步说明本文模型的有效性与实用性.仿真与实例结果表明,本文所提算法具有更高的识别效率和精度,特别适用于处理在复杂产品制造过程背景下的高维非线性数据.

关键词：控制图模式识别复杂产品制造过程 t分布随机近邻嵌入(t-SNE) 卷积神经网络(CNN)

最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1224-1236页

作者：周寅飞张立华贾帅东戴泽源董箭马梦锴大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 大连舰艇学院海洋测绘工程重点实验室辽宁大连116018

提出了一种最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法。首先,根据电子海图求取碍航区,进而预生成航路点,沿预生成航路依次提取与碍航区不相交的最大可航窗口序列,构建可航约束空间;然后,挖掘贝塞尔曲线在控制点约束... 详细信息

提出了一种最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法。首先,根据电子海图求取碍航区,进而预生成航路点,沿预生成航路依次提取与碍航区不相交的最大可航窗口序列,构建可航约束空间;然后,挖掘贝塞尔曲线在控制点约束包络区域内进行运动参数关联计算的潜能,将航线规划转换为空间与运动参数双约束下通过凸优化求解贝塞尔航路曲线控制点的问题。最后,分别通过仿真和实船实验,对所提方法与已有方法进行对比分析。实验结果表明:(1)所提方法能够顾及船舶运动约束来规划航线,进而有效提高无人船执行规划航线的精度;(2)所提方法可以引导无人船以特定任务所需航向、航速等运动参数自主航行通过指定位置,达到灵活机动的目的。

关键词：航线规划运动约束自主航行贝塞尔曲线碍航区

基于CHAP数据集的长三角近地表臭氧时空变化特征与影响因素分析

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环境科学学报 2024年第6期44卷 226-235页

作者：吴赛龙陈健潘子永方瀚祺郭雨杭南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044

近地表臭氧是当前我国很多区域的首要大气污染物,为更好地掌握长三角地区近地表臭氧浓度变化规律,探究近地表臭氧的影响因素,本文基于中国高分辨率、高质量近地表空气污染物数据集(CHAP)提供的长时间序列近地表臭氧(O_(3))数据,开展了... 详细信息

近地表臭氧是当前我国很多区域的首要大气污染物,为更好地掌握长三角地区近地表臭氧浓度变化规律,探究近地表臭氧的影响因素,本文基于中国高分辨率、高质量近地表空气污染物数据集(CHAP)提供的长时间序列近地表臭氧(O_(3))数据,开展了长三角地区2017—2020年近地表O_(3)的时空分布特征和影响因素研究.结果表明:①长三角地区2017—2020年近地表O_(3)浓度具有明显的空间差异性,在湖州-六安一线形成明显南北分界,整体浓度分布呈北高南低的规律.近地表O_(3)浓度的上升与污染的加重是整个长三角地区多数城市的特点,具有明显的区域一致性.②春季O_(3)高污染区域集中在宿迁市至苏州市;受东南季风影响,夏季O_(3)高污染区西移至淮北、无锡市一带,并且呈西北高、东南低的梯度变化;秋季的O_(3)浓度空间差异有所降低;秋、冬季海洋源的影响显著,表现为沿海城市O_(3)浓度相对较高.月际O_(3)浓度呈“双峰状”分布,在5月达到峰值,7—8月浓度有所降低,9月出现小高峰,12月达到最低值,呈夏季最高、冬季最低的变化规律.③O_(3)浓度与温度和日照时间呈显著正相关关系,与降水呈强负相关关系,风速与O_(3)的关系较为复杂,并无显著的相关性.O_(3)与NO_(2)在冬季呈较弱的负相关关系,在春、夏、秋季呈现较强的正相关性,O_(3)生成过程会有二次粒子的产生,使O_(3)浓度与PM_(2.5)呈现较强的正相关关系.

关键词：近地表臭氧时空特征影响因素长三角地区

基于声流的非接触超声电机理论分析与试验研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 10-17页

作者：陈书杰石明辉张绍林宋德红郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

针对传统超声电机存在严重的摩擦磨损及难以长时间连续工作的问题,本文中基于声流原理设计了1种新型的非接触式超声电机.建立电机定子谐响应有限元分析模型,获得其工作频率及结构振型,并对悬浮间隙内的声流场进行建模,采用雷诺应力法求... 详细信息

针对传统超声电机存在严重的摩擦磨损及难以长时间连续工作的问题,本文中基于声流原理设计了1种新型的非接触式超声电机.建立电机定子谐响应有限元分析模型,获得其工作频率及结构振型,并对悬浮间隙内的声流场进行建模,采用雷诺应力法求解声流场驱动力,分析不同激励电压下转子转速以及驱动力的变化规律.为验证模型的合理性,搭建试验测试系统并进行性能测试对比分析.结果表明,该电机在声流驱动下能够稳定地运转,转速随着电压的升高而单调上升,驱动电压为1430 V时,转子转速可以达到28 r/min.理论结果与试验结果具有较好的一致性,验证了模型的合理性.

关键词：超声电机雷诺应力声流计算声流力转速

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