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多横模激光器：从原理、实现到应用

中国激光 2024年

作者：王豪吴佳蔚江骏杰吴诗非付星柳强清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室

多模激光器作为新兴的激光技术，克服了单模光源的限制，能够同时支持大量的激光模式振荡输出，且在很多场景中允许模间耦合关系的灵活控制，展现了更丰富的物理现象并为激光器应用开辟了新领域。从不同光子自由度出发，近年来多模激光... 详细信息

多模激光器作为新兴的激光技术，克服了单模光源的限制，能够同时支持大量的激光模式振荡输出，且在很多场景中允许模间耦合关系的灵活控制，展现了更丰富的物理现象并为激光器应用开辟了新领域。从不同光子自由度出发，近年来多模激光器取得了一系列的创新进展，本综述围绕多横模激光器，介绍了谐振腔的设计原理及其相应的调控技术，探讨从单模激光到多模激光的过渡。文章重点阐述了五大类新颖的多横模激光器，并从原理出发深入探讨这些非传统激光器的多样应用，为读者提供一个关于激光器开发的全新角度，最后从模式数量、模式控制、模式应用等方面进行了展望。

关键词：多模激光器简并腔随机激光器混沌微腔激光器光子网络激光器复杂激光

基于改进飞蛾扑火优化算法的船机桨匹配设计研究

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计算机科学 2024年第S1期51卷 57-65页

作者：陈振霖罗亮郑龙姬胜晨陈顺怀高性能船舶技术教育部重点实验室武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

基于改进飞蛾扑火优化(Improved Moth-Flame Optimization,IMFO)算法,以两艘现有船舶为计算实例,展开了综合考虑螺旋桨推进效率、空泡性能和桨叶强度的船机桨匹配工作。以遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和原始飞蛾扑火优化(Moth-Flame ... 详细信息

基于改进飞蛾扑火优化(Improved Moth-Flame Optimization,IMFO)算法,以两艘现有船舶为计算实例,展开了综合考虑螺旋桨推进效率、空泡性能和桨叶强度的船机桨匹配工作。以遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和原始飞蛾扑火优化(Moth-Flame Optimization,MFO)算法为对比算法,分析了IMFO辅助船机桨匹配工作时的性能。数值实验的结果表明,在解决船机桨匹配问题时,IMFO算法的收敛时间相比GA算法在两个算例中分别缩短了44.24%和54.14%,相比MFO算法分别缩短了23.9%和23.12%。此外,在求解精度方面,在计算示例1中,IMFO算法相比GA算法和MFO算法略有提升;而在计算示例2中,IMFO算法相比GA算法提高了3.66%,较MFO算法提高了0.98%。最后,通过对两个算例的可行解空间进行可视化表示,进一步讨论了IMFO算法的求解性能。上述结果对比证明了IMFO算法具备强大的全局搜索能力,在解决船机桨匹配问题时具有良好的竞争力和鲁棒性。

关键词：改进飞蛾扑火优化算法优化设计群智能优化算法船机桨匹配船用螺旋桨

基于比较基因组学研究粪肠球菌乳源分离株的安全性

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中国食品学报 2024年第5期24卷 359-372页

作者：沈婷婷马昕玮路镜达李伟程钟智内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古自治区乳品生物技术与工程重点实验室呼和浩特010018

粪肠球菌为同型发酵乳酸菌,在食品生产中应用广泛。然而,很多粪肠球菌为条件致病菌,使其在食品中的应用存在很大的争议。本文以粪肠球菌乳源分离株为研究对象,探究粪肠球菌乳源分离株的安全性。采用Illumina Hiseq高通量测序平台对35株... 详细信息

粪肠球菌为同型发酵乳酸菌,在食品生产中应用广泛。然而,很多粪肠球菌为条件致病菌,使其在食品中的应用存在很大的争议。本文以粪肠球菌乳源分离株为研究对象,探究粪肠球菌乳源分离株的安全性。采用Illumina Hiseq高通量测序平台对35株粪肠球菌乳源分离株进行全基因组测序,与NCBI数据库中下载的21株粪肠球菌粪便分离株进行比较基因组学分析。结果表明,粪肠球菌整体基因组长度为(2.93±0.13)Mb,GC含量在(37.43±0.13)%,转运RNA(tRNA)有(56±4)个,编码序列(CDS)数量在(2768±146)个。粪肠球菌乳源分离株平均基因组长度与粪便分离株无显著差异,而平均CDS数量显著高于粪便分离株。系统发育树结果显示同分离源的菌株聚类在同一进化分支,该结果与平均核苷酸一致性(ANI)聚类结果基本一致。乳源分离株含有5~11种耐药基因、8~24种毒力因子及18~31个可移动遗传元件,与粪便分离株相比较,乳源分离株平均每株菌少携带3个耐药基因和毒力因子,多2.4个可移动遗传元件。因此即使是在乳制品中分离得到的粪肠球菌,也存在致病的风险,使用前需要经过严格的安全性评价。

关键词：粪肠球菌比较基因组学乳制品安全性评价

内蒙古阿拉善驼乳制品中乳酸菌分离鉴定及微生物多样性研究

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中国食品学报 2024年第6期24卷 392-401页

作者：苏茜孙洁杜萍赵洁于洁陈永福内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室、农业农村部奶制品加工重点实验室、内蒙古自治区乳品生物技术与工程重点实验室呼和浩特010018

内蒙古传统乳制品是乳酸菌的优质培养基,为保藏内蒙古阿拉善地区驼乳制品中的乳酸菌资源,并研究其中微生物多样性,本研究分别采用纯培养方法与宏基因组测序技术进行分析。宏基因组分析表明:阿拉善地区鲜驼乳微生物多样性明显高于酸驼乳... 详细信息

内蒙古传统乳制品是乳酸菌的优质培养基,为保藏内蒙古阿拉善地区驼乳制品中的乳酸菌资源,并研究其中微生物多样性,本研究分别采用纯培养方法与宏基因组测序技术进行分析。宏基因组分析表明:阿拉善地区鲜驼乳微生物多样性明显高于酸驼乳,18份样品中共鉴定到157个种。鲜驼乳的优势菌种为乳酸乳球菌(13.22%)和桂林不动杆菌(10.65%);酸驼乳的优势菌种为瑞士乳杆菌(72.66%)、马乳酒样乳杆菌(8.32%)和乳酸乳球菌(4.28%)。纯培养进一步从鲜驼乳和酸驼乳中分离到121株乳酸菌,鉴定为4个属的14个种,其中鲜驼乳的优势菌株为乳酸乳球菌(62.00%),酸驼乳的优势菌株为瑞士乳杆菌(40.00%)、马乳酒样乳杆菌(19.00%),与宏基因组测序结果一致。宏基因组测序联合纯培养法可有效实现驼乳样品微生物多样性分析与乳酸菌资源挖掘,为驼乳的工业化生产与乳酸菌资源利用提供理论依据。

关键词：驼乳乳酸菌微生物多样性宏基因组

基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统

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计算机应用研究 2024年

作者：林文晟杨观赐钟世昊贵州大学现代制造技术教育部重点实验室

情感勒索是通过情感压力迫使周围人听从自己要求的交流方式，容易导致对方的负面情绪甚至心理问题从而影响交流效果。为了检测日常交流场景下的情感勒索话语进而改善交流效果，开发了基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统。首... 详细信息

情感勒索是通过情感压力迫使周围人听从自己要求的交流方式，容易导致对方的负面情绪甚至心理问题从而影响交流效果。为了检测日常交流场景下的情感勒索话语进而改善交流效果，开发了基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统。首先，基于Susan Forward的情感勒索理论标注收集到的数据，构建情感勒索语料库和测试集；其次，分析情感勒索的表达方式，分别基于词性和语义词设计文本相似度评估方法，进而形成基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测算法；然后，在构建的数据集上实验，该算法获得的平均Recall与F1-score分别为95.21%和79.95%，优于所比较的算法；最后，基于该算法集成情感勒索话语检测原型系统。系统在不同测试条件下的平均Recall为87.24%，展现出良好的鲁棒性和检测性能。

关键词：智能系统情感勒索话语检测文本表达方式相似度评估

实时数据与模型驱动的瞬变焊接电弧数字孪生模型构建方法

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2328-2339页

作者：杨朝刚陈家兑黄海松杨凯贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025

针对传统焊接电弧数值模拟方法中存在的边界数据实时性不足和仿真模型构建不准确的问题,采用PyFluent协同仿真技术构建了实时电信号数据和复杂机理模型驱动的瞬变钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接电弧数字孪生模型。首先,基于磁流体动力学(M... 详细信息

针对传统焊接电弧数值模拟方法中存在的边界数据实时性不足和仿真模型构建不准确的问题,采用PyFluent协同仿真技术构建了实时电信号数据和复杂机理模型驱动的瞬变钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接电弧数字孪生模型。首先,基于磁流体动力学(MHD)理论,构建TIG焊接电弧孪生机理模块;其次,通过设计PyFluent流程自动化求解策略,融合实时电信号数据与孪生机理模块,获得实时电信号驱动下的焊接过程电弧温度和电流密度动态演变规律;最后,通过物理-孪生数据的对比分析,验证所构建焊接电弧数字孪生模型的高保真性。试验结果表明,孪生机理模型能准确地模拟出焊接电弧的形态特征,实时电信号数据与机理模型驱动的TIG焊接电弧数字孪生模型可实现瞬变焊接电弧的高保真映射,为焊接电弧演变行为研究提供新方法。

关键词：钨极惰性气体保护焊焊接电弧数字孪生焊接过程数值模拟

基于蒙特卡罗模拟的透射式XRD背景的定量分析

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 441-450页

作者：袁靖茜黄宁何泽彭博王鹏四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室四川成都610064

XRD背景主要来源于空气、装置和样品中光子的散射,XRD分析需准确扣除背景,常用的扣背景方法具有一定的局限。蒙特卡罗模拟可实现光子的甄别与统计,因此可将其用于XRD背景来源的定量分析。相干散射的模拟中需考虑物质的Form Factor,这可... 详细信息

XRD背景主要来源于空气、装置和样品中光子的散射,XRD分析需准确扣除背景,常用的扣背景方法具有一定的局限。蒙特卡罗模拟可实现光子的甄别与统计,因此可将其用于XRD背景来源的定量分析。相干散射的模拟中需考虑物质的Form Factor,这可由Baró等的拟合式、独立原子模型或德拜公式给出;在20 keV能量及透射几何模式下,通过对骨、尼龙、水等物质的XRD模拟,对探测器中光子来源进行了区分和统计。结果表明,德拜公式计算的空气背景大于独立原子模型;空气散射在小角度时背景占比大,随散射角的增加从100%减小至40%以下,而样品中康普顿散射的计数占比则从0增大至60%以上。该方法可对不同样品组成以及复杂装置结构的XRD背景进行定量分析。

关键词：蒙特卡罗模拟 XRD背景 Form Factor Geant4

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机理⁃数据混合驱动的叶片加工变形预测方法

航空学报 2024年第13期45卷 169-185页

作者：董立卓张思琪张钊吴宝海西北工业大学航空发动机高性能制造工信部重点实验室西安710072 西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心西安710072

航空发动机叶片作为一种典型的薄壁类零件,在铣削加工过程中易发生弹性变形与加工残余应力变形,影响其加工精度与质量。针对叶片复杂加工过程的变形机理建模问题和依赖于有限采集样本的数据驱动模型预测问题,建立了机理引导的麻雀优化... 详细信息

航空发动机叶片作为一种典型的薄壁类零件,在铣削加工过程中易发生弹性变形与加工残余应力变形,影响其加工精度与质量。针对叶片复杂加工过程的变形机理建模问题和依赖于有限采集样本的数据驱动模型预测问题,建立了机理引导的麻雀优化极限学习机(SSA-ELM)薄壁叶片加工变形预测模型。首先,建立了综合考虑弹性变形、加工残余应力变形的薄壁叶片加工变形机理模型。其次,设计极限学习机神经网络(ELMNN),并采用麻雀搜索算法(SSA)优化ELMNN隐含层网络参数。然后,构建了数据驱动模型的数据集,并利用蒙特卡洛模拟对加工变形数据样本进行增强,建立了数据驱动模型。最后,采用机理引导的SSA-ELM预测薄壁叶片加工变形值,以加工变形均方根误差与相关系数作为模型精度评价指标,结果表明机理引导和SSA优化后的加工变形预测模型的均方根误差分别减小了77.25%和30.5%,证明模型有良好的预测性能。

关键词：薄壁叶片弹性变形加工残余应力变形加工变形预测机理模型数据驱动模型

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基于ARMAV模型和J-散度的结构损伤识别

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振动与冲击 2024年第1期43卷 123-130,152页

作者：李孟郭惠勇重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对... 详细信息

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对加速度时域数据进行消除激励相关性以及降噪处理;建立了ARMAV模型,并由模型的自回归参数和残差方差构建损伤判别指标;采用三层框架试验数据,并进行转播塔模型的损伤识别试验研究验证了该方法的有效性。结果表明:基于ARMAV模型和J-散度距离的损伤识别方法可操作性强,能够准确、高效地定位框架和塔架结构的损伤,且该方法受环境变化的影响较小,可为在线结构健康监测提供一种新思路。

关键词：损伤识别试验研究向量自回归滑动平均(ARMAV)模型 J-散度时间序列分析