最新刊期

    2020年第54卷第8期
    • 确定土体破坏准则的一个新方法

      俞茂宏, 武霞霞, 史俊, 周广春
      2020(8): 1-10.
      摘要:为了完全解决理论上和工程应用中土体破坏准则的合理选用问题,总结了国内外106种土体在平面应变和常规三轴试验下摩擦角的试验结果,发现结果具有明显的规律性。同时,这些试验结果所体现出的规律与统一强度理论和统一滑移线场理论得出的理论结果高度吻合。根据这一发现,建立了破坏准则与平面应变、常规三轴试验条件下材料的强度参数之间的定量关系,由此提出了一个确定土体破坏准则的新方法。该准则具有简单的线性表达式,只需要用平面应变试验和常规三轴试验得到的摩擦角差值即可构建,便于工程应用。该研究结果也可推广应用于岩石材料、混凝土材料、工程塑料以及拉压强度不等的其他材料,更复杂的结果有待进一步验证。  
      关键词:平面应变;常规三轴试验;统一强度理论;摩擦角;统一滑移线场理论   
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      更新时间:2025-07-09
    • 输电铁塔单变双拼角钢转换节点承载力研究

      薛晓敏 1, 袁红丽 2, 饶翼 2, 张陵 3
      2020, 54(8): 11-19. DOI: 10.7652/xjtuxb202008002
      摘要:鉴于输电铁塔单变双角钢转换节点基础理论和设计规范的欠缺,开展单变双角钢转换节点承载力的数值仿真和设计理论研究。对工程常见构型的单变双角钢转换节点进行有限元建模及其仿真计算分析,探究该节点在受拉、受压荷载条件下的受力机理和破坏模式,以此获得转换节点各部件(上单角钢、下双拼角钢、上下靴板以及水平过渡板)匹配设计基本原则,为提出设计推荐公式提供重要依据; 基于屈服线法理论提出单变双角钢转换节点整体承载力设计推荐公式,并借助“塑性分析,弹性设计”的思想对承载力的预测考虑合理的安全储备,便于工程设计; 采用屈服线法设计公式和现行相关设计公式对相同构型的单变双角钢转换节点分别进行承载力计算。对比结果表明,屈服线法设计公式计算结果与有限元仿真最为接近,平均相差仅为0.82%,能较好地反映单变双角钢转换节点的整体承载力。研究成果可对现行设计规范及理论提供参考。  
      关键词:角钢塔;单变双转换节点;承载力;有限元;屈服线理论   
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      更新时间:2025-07-09
    • 热解温度与碱金属对生物质热解碳烟氧化活性的影响

      李艳 1, 2, 谭厚章 1, 刘原一 2, 王学斌 1
      2020, 54(8): 20-26+49. DOI: 10.7652/xjtuxb202008003
      摘要:为研究生物质碳烟的氧化反应活性,在沉降炉反应器中于1 000、1 100、1 200、1 300 ℃温度下对麦秆和木屑2种生物质进行了热解,获得了生物质热解碳烟样品。采用热重分析法测试了不同热解温度下产生的碳烟的氧化活性,研究了热解温度、生物质中碱金属对碳烟氧化活性的影响。结果表明:随着热解温度的升高,2种生物质碳烟的氧化活性表现出不同趋势,即木屑碳烟的氧化活性提高,而麦秆碳烟的氧化活性降低; 麦秆相对木屑具有显著高的碱金属(主要为KCl)含量; 水洗碳烟的氧化活性明显降低,表明KCl颗粒可以显著促进碳烟的氧化; X射线衍射(XRD)及粒径分析显示,随着热解温度的提高,2种生物质碳烟的石墨化程度提高,单个颗粒的几何平均粒径变小。因此认为,木屑碳烟的活性主要受碳烟粒径的影响,而麦秆碳烟由于其中含有明显多的碱金属颗粒(绝大部分为KCl),其活性受碱金属盐和粒径、内部结构等的综合作用。  
      关键词:生物质;热解温度;碳烟;氧化活性;碱金属   
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      更新时间:2025-07-09
    • 宋秉烨, 李明佳, 童自翔, 刘占斌
      2020(8): 27-34.
      摘要:针对微藻固碳过程中藻液产生的高浓度溶氧会抑制藻细胞生长、降低CO2固定效率的问题,搭建了管式光生物反应器实验台用于藻类的高效培养和固碳,提出了利用电化学方法抑制藻液中溶氧效应的研究思路。首先开展管式光生物反应器培养小球藻的实验研究,对比了光生物反应器与锥形瓶2种培养装置对小球藻生长特性的影响,其次实验研究了利用碱性阴离子交换膜燃料电池的阴极氧还原反应去除藻液中的溶解氧。结果表明:管式光生物反应器运行10个周期之后,微藻的质量浓度达到769mg/L,生物量增长了10倍,培养效果明显优于锥形瓶培养;经过系统持续运行4h之后,藻液中的溶氧量由18.35mg/L降低到6.19mg/L,溶氧消耗效率为66.3%,电池的最大功率密度达到81 W/m2。研究证明,采用燃料电池的阴极电化学反应可以实现藻液中溶解氧快速有效地消耗,这一方面提升了微藻的固碳效率,另一方面输出了电能,降低了系统能耗。  
      关键词:光生物反应器;微藻固碳;溶氧消耗;碱性燃料电池   
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      更新时间:2025-07-09
    • 梁洋, 牛艳青, 雷雨, 刘思琪, 惠世恩
      2020, 54(8): 35-43. DOI: 10.7652/xjtuxb202008005
      摘要:为了综合分析温度和水蒸气含量对煤焦燃烧过程中二氧化硅(SiO2)气化挥发以及超细模态颗粒物(PM)生成特性的影响,利用高温管式沉降炉在1 400、1 800 K的温度下模拟空气气氛(21% O2+79% N2),并分别加入体积分数为0%、5%、10%、20%、30%的水蒸气,进行合成煤焦燃烧实验。利用荷电低压撞击器(ELPI+)测得合成焦燃烧产物中PM的数量及质量浓度,并通过数量气化因子和气化率对SiO2气化挥发特性进行定量分析。研究表明:在各个实验工况下,超细PM的数量浓度占PM10数量浓度的比例达到99%以上,质量浓度占PM10质量浓度的比例不足1%; 燃烧温度和水蒸气对SiO2气化的影响效果明显,在1 400 K燃烧温度下,超细PM的累计数量浓度随着水蒸气的加入先减小后增大,累计质量浓度随水蒸气的加入而减小; 在1 800 K燃烧温度下,超细PM累计数量浓度和累计质量浓度均随水蒸气体积分数的提高而递增,1 800 K、30% H2O时,合成焦中SiO2的数量气化因子和气化率均达到最大值,分别为7.95×1010/mg和0.95%。研究揭示了煤焦燃烧过程中超细PM生成及数量浓度与质量浓度的粒径分布关系,为高效降低燃煤过程中超细模态PM的排放量提供了理论依据。  
      关键词:合成焦燃烧;二氧化硅;矿物质挥发;超细颗粒物   
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      更新时间:2025-07-09
    • 等离激元Au纳米流体集热器性能研究

      张煜, 侯予, 陈良
      2020, 54(8): 44-49. DOI: 10.7652/xjtuxb202008006
      摘要:为了探究含有Au纳米流体的二维太阳能体吸收式集热器的性能,采用控制容积法数值求解了太阳能集热器内部的温度分布,将集热器出口平均温度作为温升的衡量标准,分析了影响集热器温升和效率的主要因素。研究结果表明:集热器内光谱强度在Au等离激元共振波长(500 nm左右)处大幅衰减,证明了金属表面等离激元共振效应可大幅强化光谱吸收特性; 集热器内光谱辐射吸收程度影响集热器温度分布,从而影响集热器温升和效率; 采用纯水作为工作流体时集热器效率仅39.99%,添加Au纳米粒子比添加Ag纳米粒子具有更高的集热器效率,可达78.75%; 流体流速主要影响集热器温升,集热器高度主要影响集热器效率; 当流速为0.1 m/s时可获得最大集热器温升36.63 ℃,集热器高度为2.5 cm时可获得最高效率82.98%; 粒径和集热器长度对集热器温升和效率影响均不大。  
      关键词:等离激元共振;集热器;纳米粒子;光谱特性;光热转换效率   
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      更新时间:2025-07-09
    • 叶文祥, 柳长昕, 刘健豪, 赵聪, 代天伦, 马科飞
      2020, 54(8): 50-57. DOI: 10.7652/xjtuxb202008007
      摘要:为了实现具有复杂特性的船舶多种余热的高效回收,提出了一种基于温差发电-有机朗肯循环(TEG-ORC)联合循环的船舶余热梯级利用系统。根据底循环对主机烟气的利用量,定义了TEG/ORC底循环比参数。通过实验研究,探索了在ORC蒸发压力为0.9 MPa的工况下,系统输出功率、热效率、多级余热利用量和发电成本等重要性能参数随底循环比的变化规律,并对联合循环系统的性能及其影响规律进行了评估。实验设计了热管强化换热装置用以克服前期研究中发现的TEG底循环热端换热瓶颈。结果表明:3种底循环比(0.369、0.508、0.615)工况下的实验结果与模拟结果基本一致; TEG-ORC联合循环系统更好地利用了多种船舶余热及TEG底循环的冷却散热,提升了余热利用性能和输出功率,使其热效率高于各底循环且发电成本低于各底循环; 在TEG/ORC底循环比为0.615时,联合系统输出功率为134.50 W,热效率为6.93%,发电成本为3.32元/(kW·h)。TEG-ORC联合循环可实现船舶多种烟气余热的梯级利用,提高余热利用量,并提升ORC底循环运行的稳定性和安全性。  
      关键词:船舶余热;梯级利用;底循环比;TEG-ORC联合循环   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用多通道样本和深度卷积神经网络的轴承故障诊断方法

      张弘斌, 袁奇, 赵柄锡, 牛广硕
      2020(8): 58-66.
      摘要:提出了一种新的多通道样本构造方法,结合深度卷积神经网络来提高轴承故障诊断的效果。首先采用连续小波变换,分别提取了转子两端轴承振动信号的时频域特征,基于所得结果分别构造了针对两端轴承的单通道二维图形样本,并取上述两类单通道样本的均值构造了第3类单通道样本;将得到的3类单通道样本融合,得到用于故障诊断的三通道样本;建立不同结构的深度卷积神经网络,分别采用单通道样本和三通道样本对滚动轴承故障类型和故障严重程度进行诊断,并将所得结果进行对比分析。结果表明:在多种不同网络结构下,基于三通道样本的轴承故障诊断准确率均明显优于单通道样本,证明了提出的多通道样本构造方法在轴承故障诊断中有着更好的效果,可以为轴承故障诊断方法和样本构建提供参考。  
      关键词:轴承故障诊断;三通道样本;深度卷积神经网络;连续小波变换   
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      更新时间:2025-07-09
    • 防老年人跌倒的助老机器人人机系统动态稳定性分析模型

      穆小奇, 张小栋, 徐海鹏, 李亮亮
      2020(8): 67-76.
      摘要:针对现有助行机器人防老年人跌倒的安全保障措施不够完善、模型存在局限性的问题,建立了防止老年人跌倒的助老机器人人机系统动力学模型,对人机系统的动态稳定性展开分析研究。首先,建立了人体倒立摆动力学模型,得到了人体动态稳定性区域以及人体跌倒的可能形式;其次,分别从前倾、后倾、左倾和右倾4种情况建立了防老年人跌倒的人机系统动力学模型,并给出了系统动态稳定必须满足的约束条件;最后,通过求解人机系统动力学方程对人体和助老机器人的动态稳定性分别进行了分析判断,并搭建了实验平台,分别对4种情况进行了实验,验证了模型的有效性。实验结果表明:在4种情况下,助老机器人的倾角均小于1°,人体的倾角均能在短时间内迅速下降至0°,所建人机系统可满足动态稳定性要求,所设计的助老机器人在帮助使用者进行户外行走过程中,能够起到防止老年人跌倒的目的。所提基于动态稳定性分析的动力学模型可为同类机器人控制研究提供理论基础,有助于助老机器人实用化。  
      关键词:助老机器人;动态稳定性;人机系统;动力学模型   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用形变周期势系统的轴承故障诊断方法

      徐浩, 张刚, 张天骐
      2020, 54(8): 77-83. DOI: 10.7652/xjtuxb202008010
      摘要:针对在高强度噪声环境下的轴承故障信号难以检测的问题,提出一种利用形变周期势系统(DPPS)的轴承故障诊断方法。该方法首先将掺杂噪声的故障信号输入DPPS中,组成以DPPS为核心的随机共振(SR)系统; 然后,以功率谱放大倍数(SPA)和幅度响应为测度指标来量化DPPS轴承故障诊断方法对轴承故障特征信号的增强效果,通过矩量法和概率流方法推导SPA和幅度响应的解析式,得到当SPA和幅度响应最大时的DPPS诊断方法的最优设置参数; 最后,在相同条件下,将该诊断方法应用于轴承内外圈故障诊断,并与新型幂指三稳势系统(NCETS)轴承故障诊断方法作对比实验。实验结果表明,DPPS轴承故障诊断方法能够利用噪声的能量分别将内外圈故障特征频率的功率谱幅值提高至1 950和2 950 W/Hz,从而可以在功率谱中轻易识别,进而断定轴承的内外圈出现了故障,而NCETS故障诊断方法仅能分别提高至359.2和575.6 W/Hz,证明了采用DPPS的轴承故障诊断方法的有效性和先进性。  
      关键词:故障诊断;轴承故障;随机共振;周期势系统   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用组合算法的注塑制品翘曲变形预测

      王博, 蔡安江, 孟广慧, 李锋, 赵东平
      2020(8): 84-90.
      摘要:为提高对注塑制品翘曲变形的预测能力,以笔记本电脑电池盖为例,提出采用组合算法对注塑制品翘曲变形进行预测。首先,利用注塑成型模拟软件对电池盖进行9次模拟实验,获得其在工程推荐工艺参数下的翘曲变形量。以此为样本数据,通过最优权值系数将BP神经网络、灰色理论和遗传算法进行有效组合,建立3种组合预测模型,与3种单一预测模型共同对电池盖的翘曲变形量进行预测。其次,根据平方和误差、平均绝对误差和平均相对误差3种预测误差评价指标,对6种预测模型的预测结果进行对比分析。最后,通过电池盖的实际制造验证组合预测方法的准确性。研究结果表明:组合预测模型的准确性优于单一预测模型,其中组合算术平均模型的预测结果与实际测量值最为接近,最大误差不超过5%,能够实现对塑件翘曲变形的准确预测。该预测方法可为注塑制品翘曲变形的预测提供新思路。  
      关键词:组合算法;翘曲变形;注塑成型   
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      更新时间:2025-07-09
    • 叶片生产过程的非线性轮廓控制方法研究

      杨雅棠, 陈富民, 何帅, 李建华
      2020, 54(8): 91-98+162. DOI: 10.7652/xjtuxb202008012
      摘要:针对叶身型线轮廓特征参数间相关关系复杂、历史批次数据不足等原因造成的生产过程型面几何轮廓质量控制困难的问题,提出一种叶片生产过程非线性轮廓控制方法。该方法以叶身型线三坐标值为基础数据进行分析,首先构建叶身型线轮廓差异度量指标,并基于测量数据进行指标参数提取及标准化处理,作为非线性轮廓控制对象; 其次以受控状态下的差异度量指标分类准确率为优化目标,通过自适应粒子群算法(APSO)优化高斯核函数及惩罚系数; 然后联合优化参数及受控指标数据训练支持向量数据描述(SVDD)模型,获得超球体半径作为控制限,构建基于超球体核距离的非线性轮廓控制图; 最后计算待测轮廓指标数据点到超球体中心的内核距离,得到控制图标绘点,进而判断叶片生产过程是否异常。仿真结果表明,相比于传统方法,该方法可有效表征型线不同区域质量特征对轮廓形状的综合影响,且对不同均值偏移都具有更强的异常波动检测力,并能有效解决中小批量生产过程控制中数据量不足的问题。  
      关键词:非线性轮廓控制;差异度量指标;自适应粒子群算法;支持向量数据描述   
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      更新时间:2025-07-09
    • 结合精度补偿的机器人优化手眼标定方法

      田鹏飞 1, 杨树明 1, 吴孜越 2, 李湛 3, 胡鹏宇 1, 瞿兴 1
      2020, 54(8): 99-106. DOI: 10.7652/xjtuxb202008013
      摘要:为了解决制造现场机器人高精度视觉测量定位的问题提出了一种结合模型精度补偿的机器人方位与手眼关系同步标定方法。该方法首先将视觉系统与机器人之间的位姿关系即手眼关系以及标定板与机器人坐标系的空间转换关系作为待优化求解对象,用齐次坐标矩阵分别表示机器人运动学正解以及视觉系统与标定板之间的位姿关系,进而构建闭环的机器人手眼关系优化方程; 然后,使用三维旋转群表示旋转矩阵,建立了标定模型方程,用非线性全局优化的方式同步得到标定方程中矩阵的旋转和平移初始解,采用最小化相机的重投影误差提高了标定精度; 最后,使用机器人运动学标定设备提升了本体的模型精度,再进行视觉标定得到了更准确的标定结果。实验结果表明:该标定方法只需提前示教若干点即可自动完成,操作简易高效; 在补偿了机器人本体的臂长和关节零位误差后,算法精度从0.15 mm提升至0.10 mm。与经典的手眼标定方法相比,所提方法在不同测试数据集下的标定精度和稳定性均最优。  
      关键词:机器人;优化;重投影误差;模型精度补偿   
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      更新时间:2025-07-09
    • 不同结构石墨烯纳米带吸附NH3的第一性原理研究

      王欢, 王常, 吴海洋, 李昕, 刘卫华, 韩传余, 王小力
      2020, 54(8): 107-115. DOI: 10.7652/xjtuxb202008014
      摘要:为了进一步提高基于石墨烯的气敏传感器对NH3的传感性能,采用第一性原理方法,研究了NH3与不同结构扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的相互作用,通过计算吸附能、电荷转移和灵敏度,分析NH3在单层AGNR(MAGNR)结构上的最稳定吸附位置,以及3种含氧官能团(羟基、羧基、环氧基)的修饰对传感性能的影响。在此基础上,研究MAGNR结构、双层AGNR(BAGNR)结构、含氧官能团修饰AGNR(MGO)结构以及MAGNR与MGO堆叠结构(MGO-MAGNR)对NH3的传感性能。结果表明:NH3在MAGNR结构碳六环的中心位置吸附最稳定,吸附能(-0.36 eV)和电荷转移量(-4×10-21 C)最小; 羟基、羧基、环氧基的修饰会使MAGNR结构对NH3的吸附能分别减小0.39、0.21和0.19 eV,传感性能增强; 相对于MAGNR结构,BAGNR结构对NH3的灵敏度始终小于0.1,传感性能降低; 相对于MAGNR、MGO、BAGNR这3种结构,NH3在MGO-MAGNR结构上的吸附能更小,传感性能更好。  
      关键词:石墨烯纳米带;第一性原理;传感性能;吸附能;灵敏度   
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      更新时间:2025-07-09
    • 压阻式柔性应变传感纤维的手指姿态识别装置

      常龙飞 1, 2, 牛清正 1, 宋伟 1, 唐振华 3, 何青松 4, 胡佳佳 1, 胡颖 1
      2020, 54(8): 116-123. DOI: 10.7652/xjtuxb202008015
      摘要:针对传统应变传感器柔顺性受限、与织物结合性差的问题,设计了一套可穿戴织物手指姿态识别装置。该装置的传感器为弹性硅橡胶和多壁碳纳米管复合的压阻式芯-鞘结构传感纤维柔性应变传感器,采用同轴湿法纺丝工艺制备,具有很好的可编织性,拉伸应变可达300%,响应时间少于200 ms,可将其编织到织物手套的手指关节处,用于感知手指姿态; 该装置的嵌入式控制系统采用基于STM32F103C8T6主控芯片的单片机,用于采集处理手指姿态传感信号; 该装置的识别显示系统采用发光二极管、无源蜂鸣器和有机发光显示屏等功能器件,用于手指姿态的识别显示。实验结果表明,与现有手指姿态识别装置相比,该装置将柔性应变传感纤维、常规织物、单片机和功能器件集成在一起,具有舒适的可穿戴性,实现了呼吸灯、数字音乐和手语识别等移动便携式控制应用。  
      关键词:手指姿态识别装置;可穿戴织物;柔性应变传感纤维;嵌入式控制系统   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑动态客户需求的物资配送问题求解方法

      张玉州, 张子为
      2020, 54(8): 124-131. DOI: 10.7652/xjtuxb202008016
      摘要:为明确需求预测方向和减少预测偏差,提出了一种考虑动态客户需求的物资配送问题求解方法。依据客户历史需求,以泊松分布模拟需求变化情况,建立需求预测模型,得到客户初始预测需求,并在此基础上建立了需求不确定的物资配送模型。为求解该模型,设计了一种预测需求可调节的遗传算法。在遗传算法局部搜索阶段,提出了需求调节算子。该算子以一定概率对客户初始预测需求进行调节,以符合泊松分布的需求变化量减少预测需求,同时对车辆间的顾客进行调整,顾客以调节后的预测需求挑选最小需求客户,移动该客户至其他最低载货车辆中并调整该车辆服务的顾客顺序,整个调节过程以最低配送成本为标准,保留最优配送路径。从标准车辆路径问题测试数据库中挑选10个典型样例进行测试,结果表明,与经典的最近邻算法和遗传算法对比,所提算法在所有算例中均取得了总成本最小值,在90%的算例中取得了运输成本最小值,在70%的算例中取得了车辆成本最小值。  
      关键词:动态客户需求;车辆路径问题;遗传算法;需求调节算子   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑动圈偏心的电动振动台等效电磁力计算方法

      左曙光, 潘健, 吴旭东, 冯朝阳
      2020(8): 132-139.
      摘要:为了反映动圈激励电磁力对偏载工况下电动振动台横向振动的影响,提出了一种考虑动圈偏心影响的电动振动台等效电磁力计算方法。综合选取动圈通电电流、垂向位置、翻转偏心角度、径向平移偏心距及方向等5个因素,通过求取径向平移偏心距极限及假设虚拟偏心距进行变量代换,解决了现有正交试验设计方法难以应用于多个因素之间存在取值相互约束情况的问题。通过电磁有限元仿真获得了与动圈分布电磁力等效的集中电磁力样本,采用神经网络方法进行样本拟合获得了动圈全运动工况等效电磁力。仿真结果表明:径向等效电磁力主要随翻转偏心角度的增加而增加,且在大电流工况增加更迅速;采用所提方法获得的等效电磁力相对误差均在10%以内,可在满足工程误差要求的同时快速实时获得动圈全运动工况等效电磁力,解决了由有限元及精确解析方法计算等效电磁力速度慢所导致的无法进行电动振动台电磁-结构双向耦合仿真的问题。该方法也可应用于其他相似的运动系统受力计算问题。  
      关键词:电动振动台;等效电磁力;偏心;计算方法;正交试验设计   
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      更新时间:2025-07-09
    • 5G网络下资源感知的服务功能链协同构建和映射算法

      孙士清, 彭建华, 游伟, 李英乐
      2020(8): 140-148.
      摘要:为了充分发挥网络功能虚拟化带来的灵活性优势,实现5G场景下定制化服务的高效部署,提出了一种资源感知的服务功能链协同构建和映射算法。该算法首先根据服务请求构建出服务功能链集合,然后对集合中的服务链进行映射,最终求解出资源优化的服务链部署方案。在服务功能链构建阶段,采用基于广度优先搜索的服务功能链构建算法,得到服务功能链所有的构建方案;在服务链映射阶段,采用双层编码方法,将服务功能链构建方案和映射方案进行混合编码,然后利用改进的遗传粒子群算法对问题进行求解,计算出符合当前底层网络状态的服务功能链构建方案和映射方案。仿真结果表明,与TASAR算法相比,所提出的协同构建和映射算法服务请求接受率提高了9%,带宽资源开销降低了13%,节点资源开销提高了9%。  
      关键词:5G网络;服务功能链;网络功能虚拟化;虚拟网络功能;粒子群算法   
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      更新时间:2025-07-09
    • 检修期间核电安全壳内挥发性有机化学品的挥发特性研究

      翁文庆 1, 杨鸿辉 2, 李剑波 1, 石博方 2, 姬亚军 2, 胡程镇 1, 延卫 2
      2020, 54(8): 157-162. DOI: 10.7652/xjtuxb202008020
      摘要:针对核电安全壳内检修期间挥发性有机化学品挥发量及挥发特性不明确,由此可能带来火灾隐患的问题,使用一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统,对其中具有较高挥发性的有机化学品的挥发组分进行了定性和定量测定。测试了6种挥发性有机化学品,获得了化学品的挥发动力学曲线及拟合方程,并通过计算获得了其挥发速率方程。以检修期间化学品使用厚度为0.5 mm为例,以挥发时间t=1 h和t=2 h时的挥发速率对该6种化学品完全挥发时间进行了计算,结果表明:用量最大的威第尔清洗剂的挥发时间分别达到23.46 h(挥发速率r(t=1 h),40 ℃)及33.31 h(r(t=2 h),40 ℃),实测挥发时间为27.4 h; 螺栓清洗剂的挥发时间分别达到49.59 h(r(t=1 h),40 ℃)和69.43 h(r(t=2 h),40 ℃),实测的挥发时间为60.0 h; 以最大挥发时间计,有望显著缩短安全壳打压前的通风时间。研究结果对于缩短检修时间、提高机组运行效率具有重要指导意义。  
      关键词:核电安全壳;火灾风险;挥发性有机化学品;定性定量测定;挥发时间   
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      更新时间:2025-07-09
    • 低频大宽带声学超结构的多阶共振高效吸声机理

      刘波涛, 刘崇锐, 吴九汇, 张奇志
      2020(8): 149-156.
      摘要:针对传统吸声材料效率低、频带窄的不足,设计了一种多阶共振超表面。多阶共振超表面通过在共振腔内部插入一个或多个带有小孔的分隔板来构造,使其保持原吸声峰和结构尺寸不变情况下,在较宽频带内获得多个近乎完美的吸声峰,明显增加了吸声频带宽度。通过吸声系数和相对声阻抗率对迷宫二阶共振超表面的高效吸声特性进行分析,并研究了孔径变化对二阶共振超表面吸声特性的影响规律;采用声电类比法推导出多阶共振超表面的等效声阻抗,并将二阶共振超表面等效成二自由度质量弹簧系统,通过系统固有频率和固有振型分量对多阶共振吸声机理进行深入分析。考虑到亥姆霍兹共振腔内空气的热黏性,在对多阶共振超表面的理论计算进行推导时,引入了等效密度和可压缩性的理论。通过对多单元耦合参数的精确平衡,设计了9个单元组成的低频宽带亚波长超表面吸收器,该超表面厚度为8cm,在310~1 560Hz的频带范围内具有连续优异的吸声特性,平均吸声系数高达90%以上。这项研究可为实现低频大宽带吸收提供一个新的思路,并在工程降噪中有潜在的应用前景。  
      关键词:多阶共振;超表面;低频宽带;多单元协同耦合   
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      更新时间:2025-07-09
    • 基于文丘里和射线技术的高压湿气虚高修正

      闫嘉钰 1, 洪毅 1, 潘艳芝 2, 3, 牛棚满 3
      2020, 54(8): 163-167. DOI: 10.7652/xjtuxb202008021
      摘要:为了修正仅用单一节流件测量湿气时因液相存在而导致测量结果虚高的问题,利用水平文丘里管结合伽马射线技术开展了理论分析和实验研究。实验系统管道直径254 mm,实验工质气相为氮气,液相为煤油。水平安装的文丘里管入口内径为172 mm,直径比为0.58,以喉部设置的伽马射线测量装置测量截面含气率。考虑干度和气液滑速比的影响,基于实验数据进行非线性拟合,提出了新的虚高修正计算模型,并将新模型计算结果同Murdock和Chisholm虚高修正模型进行了对比分析,结果表明:Murdock和Chisholm模型仅能在Lockhart-Martinelli参数位于0.001~0.1的范围内时,与虚高具有高精度线性关系,而新模型能够在Lockhart-Martinelli参数位于0.001~0.275的范围内时,始终与虚高具有高精度线性关系。新模型所需参数均可现场实时测量,具有计算简便、适用范围更宽的特点。  
      关键词:湿气;虚高;伽马射线;文丘里管   
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      更新时间:2025-07-09
    • 跨临界CO2汽车空调多PID控制动态性能仿真研究

      王静 1, 孙西峰 1, 2, 方健珉 1, 殷翔 1, 曹锋 1
      2020, 54(8): 168-176. DOI: 10.7652/xjtuxb202008022
      摘要:为了研究出一种高效的汽车空调控制逻辑系统,借助GT-SUITE仿真软件,建立了跨临界CO2空调动态仿真模型,以节流阀开度、压缩机转速、风机转速为被控参数,以排气压力、送风温度和车厢温度为目标参数,研究了多PID控制的启动顺序和启动延迟时长对系统动态响应性能的影响,并研究了环境温度和车速随时间变化的动态工况下系统的动态响应特性。结果表明:排气压力—送风温度—车厢温度的启动顺序可以提高动态响应性能,使排气压力和送风温度的稳定时间分别缩短75%和38.9%,节流阀开度、压缩机转速、风机转速的波动范围分别减小85%、50%和63.3%; 3个PID控制器依次延时40 s启动时压缩机和风机转速的波动范围相比其他延时控制分别下降50%和63.3%,即提升了控制系统的稳定性; 在环境温度和车速随时间发生变化的过程中,PID控制响应迅速,控制目标参数的实时值稳定性高。本文提出的控制方式高效稳定,可为实际空调工程的控制设计提供参考。  
      关键词:二氧化碳;比例积分微分控制;汽车空调;动态仿真   
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      更新时间:2025-07-09
    • 杨磊, 杨帆, 何艳
      2020(8): 177-184.
      摘要:针对脑电(EEG)信号容易被眼电(EOG)伪迹污染,而常规伪迹去除算法会导致EEG有用信息大量丢失的问题,提出一种采用样本熵完备经验模态分解的EOG伪迹去除算法。首先,利用独立成分分析(ICA)算法将EEG分解为独立分量;然后,对各独立分量进行样本熵分析,接着引入阈值对伪迹分量进行自动识别,识别后的伪迹分量经过自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)算法分解后采用小波阈值降噪;最后采用逆CEEMDAN和逆ICA算法重构信号,达到伪迹去除的目的。采用公开的BCI2000运动想象数据集中60组数据进行实验,结果表明,所提算法的EOG伪迹自动识别正确率达80%,比基于峰度的伪迹识别算法提高约26.7%;采用公开的Klados EEG数据集中15组数据进行实验,结果表明,重构后的EEG信号与纯净的EEG信号的相关系数为0.841,均方根误差较受污染信号降低约56.82%。实验结果证明了所提算法在提高伪迹去除能力的同时能够有效保留有用脑电信息。  
      关键词:脑电图;眼电伪迹;独立成分分析;自适应噪声完备经验模态分解;小波   
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      更新时间:2025-07-09
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