最新刊期
2021年第55卷第1期
- 摘要：针对非对称声学超材料的异常声学特性问题,设计了材料非对称、几何非对称和共振非对称3种结构,深入研究了各向异性反射特性及等效参数的产生机理。通过仿真和实验研究了3种非对称声学超材料的声学特性,研究表明当材料非对称和几何非对称形成非对称共振特性时,可实现各向异性的反射相位,考虑材料损耗下还可进一步实现各向异性的反射幅值。非对称共振特性还产生了各向异性的等效参数,进而提出了改进的直接法来求解非对称声学超材料的统一等效参数,求解的统一等效参数和透射幅值存在对应关系并且满足被动材料的要求,验证了该方法的正确性。该研究结果可为设计具有零反射的声学器件提供一定的参考。关键词：声学超材料;非对称共振;各向异性;反射特性;等效参数403|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了提高NaAlH4的吸放氢动力学性能,采用球磨烧结两步法制备了非晶态TiB2和C复合催化剂(简写为TiB2@C),并系统地研究了TiB2@C对NaAlH4合成和储氢性能的影响。研究结果表明,以NaH和Al为原料,添加质量分数为6%的TiB2@C作为复合催化剂,在室温、5 MPa氢压下进行球磨成功制备出NaAlH4。相对于球磨后的纯NaAlH4,复合体系的起始放氢温度、三步放氢过程的峰值温度和前两步放氢过程的表观活化能均大幅降低。吸放氢测试结果显示,TiB2@C能够有效地改善NaAlH4的吸放氢动力学性能,且复合体系在10次吸氢循环过程中表现出优异的循环稳定性。这一系列性能的改善主要源于TiB2@C催化剂中TiB2和C的协同催化效应。关键词：储氢;NaAlH4;催化剂;球磨131|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为提高混合三端高压直流线路及母线差动保护的速动性、灵敏性、可靠性与选择性,提出一种基于Hausdorff距离算法的新型高压直流线路及母线差动保护方案。当±800 kV混合三端直流线路发生故障时,通过线模电流故障分量判定故障方向,区分故障区域。对线路首末两侧电流波形进行实时短窗数据差异量化,用线路首末两端的电流相似度差异判定线路区内外故障及单双极选极。以T区送端(电网换相换流器侧)与T区两受端(模块化多电平换流器侧)电流和的Hausdorff距离差异作为T区母线故障识别保护判据。利用PSCAD建立混合三端直流输电系统模型,运用MATLAB验证所提方案。仿真结果表明:所提方案判据可耐受过渡电阻500 Ω,耐受过渡电阻能力强; 能在3 ms内快速可靠动作,可靠性高、快速性好; 对线路两侧通信精度要求低,具有一定的抗噪和抗异常数据的能力; 在不同工况下,都可快速识别故障区域及区内外故障,并实现故障选极。关键词：混合三端直流系统;差动保护;Hausdorff距离算法;T区;线模电流故障分量115|4|4更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对卫星工程中的无法兰波导应用需求,基于间隙波导技术,提出新型的小型化可插拔式无法兰波导连接结构及设计方法。在波导A末端的外壁四周构建周期性的金属钉床结构,波导B末端设计相应的中空屏蔽腔,将波导A插入波导B中,以间隙配合形式构成插拔式连接结构。在特定的尺寸条件下,插拔连接部位形成具有宽电磁禁带的电磁带隙结构,阻止电磁场从插拔接触面间的微小空气间隙泄露,保证了波导间正常的电磁传输性能。对两种Ku频段标准WR75波导的无法兰波导样件进行了验证,分析了加工误差及装配误差容差特性。在WR75波导工作频率9.84～15 GHz范围内,样件实测插入损耗小于0.06 dB,回波损耗分别优于30 dB和20 dB。相比WR75标准法兰连接,无法兰波导连接截面尺寸分别缩减60%和70%以上,大幅降低了传统法兰连接的体积,同时实现了波导间快速、灵活的插拔式连接,且具有良好的制造装配容差性能,可广泛应用于各种微波部件及系统中。关键词：无法兰;波导;间隙波导;电磁带隙86|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了进一步提升现有鲁棒主成分分析(PCA)算法处理含有异常样本数据的性能,提出了对数变换的PCA算法。为降低异常样本对目标函数值的影响,根据对数函数的性质建立了对数变换PCA算法的目标函数,证明了所提目标函数值小于标准PCA算法的。之后,给出了求解所提目标函数的一种优化算法,即为所提算法。通过迭代计算对角矩阵和进行特征值分解进行优化,证明了所提算法可以近似收敛于所提目标函数的最优解。分析证明了所提算法具有旋转不变性。为了更好地比较各算法处理异常样本数据的能力,使用AR数据库中的原样本作为异常样本,在其他数据库中人为添加了异常样本。与标准PCA算法、鲁棒PCA算法、包括贪婪求解的基于l1范数的PCA算法、非贪婪求解的基于l1范数的PCA算法、基于l2,p范数的PCA算法和基于最大相关熵的PCA算法在AR、Extended Yale B、CMU PIE这3个人脸数据库和MNIST这1个手写字符数据库进行了实验对比,结果表明:所提算法均得到了最低的重构误差和最高的识别精度;所提算法具有良好的收敛性能,一般迭代5到6次即可收敛。关键词：图像识别;主成分分析;异常样本;对数变换150|3|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：为减缓存储系统中传统重复数据删除方法在高性能固态存储盘中存在的指纹计算性能瓶颈,提出了重复数据删除指纹计算的性能优化方法R-dedup。在基于内容分块算法基础上,将切分后形成的所有数据块进一步切分为更小粒度的48 B等长数据片。基于Rabin哈希长度小于原始数据、多个Rabin哈希同时发生碰撞概率极低、数据片的Rabin哈希可以重复利用基于内容分块算法在滑动窗口过程中产生的计算结果的基础,利用数据片的Rabin哈希替代原始数据,并将其作为数据块的SHA-1指纹输入,减少SHA-1函数数据计算量,提高指纹计算性能。选取Linux内核、Imagenet等5组具有代表性的数据集,对R-dedup和标准基于内容分块的重复数据删除方法在数据分块性能、指纹计算性能、索引表检索性能和I/O性能方面分别进行了比较。结果表明:R-dedup的数据分块性能、索引表检索性能、I/O性能与对比方法具有4%左右的误差波动,性能基本一致; R-dedup的指纹计算吞吐率是对比方法的165%～422%,总体吞吐率是对比方法的6%～54%。关键词：存储系统;重复数据删除;固态存储盘;Rabin哈希;性能优化103|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了减少跟踪网络中存在的参数量和计算量大的问题,提出了基于深度可分离卷积的剪枝方法。深度可分离卷积将跟踪网络中的传统卷积层分解为逐点卷积和逐层卷积两部分。在逐点卷积中,通过逐点卷积层中权重的大小来评估输入特征图通道在线性组合中的重要程度,将较小的权重及其关联的特征通道裁减掉。在逐层卷积中,通过K-L散度来衡量逐层卷积中滤波器的相似性,将相似的滤波器裁剪掉,减少冗余。通过上述方法进行多轮迭代剪枝,从而减少跟踪网络的参数量和计算量。在VOT数据集上的实验结果表明,在精度没有下降的前提下,剪枝后网络的参数量下降了22.54%,计算量下降了17.8%。在NVIDIA TX2设备上的实验结果表明,剪枝后网络的跟踪速度在CPU上提升了14.95%,在GPU上提升了13.07%。关键词：目标跟踪;卷积神经网络;深度可分离卷积;网络剪枝122|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对燃气发电锅炉主汽压控制的非线性、纯滞后和强干扰特点,提出了一阶时延模型的主汽压滑模预测优化控制策略。利用广义预测控制对滑模控制器的增益及主汽压作出实时预测,根据主汽压预测偏差对滑模增益进行反馈校正和滚动优化,以降低滑模控制系统的抖振。对煤气调节阀的流量特性进行非线性补偿,通过优化目标函数求出离散形式的最佳控制律。仿真结果表明:与常规PID、滑模控制和动态矩阵控制相比,模型适配时所提出的控制策略使调节时间最多减少19.1 s,超调量最多降低16.4%; 滑模函数抖振小,系统抗干扰及鲁棒性良好。工程应用表明:使用所提策略后,系统抖振比单一滑模控制的降低60%,主汽压控制偏差小于±0.05 MPa,系统稳定性和抗干扰能力明显提高。关键词：燃气发电锅炉;主汽压;广义预测控制;滑模控制;滚动优化182|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：为解决传统地区电网负荷预测中单一模型预测误差较大的风险和无法充分利用历史数据的缺陷,提出一种地区电网负荷预测的线性组合模型——灰色Verhulst与系统动力学组合模型。以社会用电量历史数据为原始数据,先后建立灰微分方程和白化微分方程并进行求解,得到基于灰色Verhulst模型的负荷预测时间序列,该模型适用于负荷按照S形曲线增长或负荷增长处于饱和阶段的预测; 综合考虑经济、人口、能源替代和再电气化等对社会用电量的影响,建立负荷预测的经济子系统、人口子系统、能源替代和再电气化子系统、电力消费子系统,得到基于系统动力学的负荷预测模型,该模型适用于结构复杂、原始信息丰富、子系统之间联系紧密的负荷预测。在不增加复杂性的基础上,通过最小方差准则对单一模型进行线性组合,建立地区电网负荷预测的组合模型。采用枣庄市所有地块进行算例分析,结果表明:在充分利用了负荷历史数据后,71%的地块的预测精度较单一模型的有所提高; 在采用最小方差准则对单一模型进行线性组合后,29%的地块产生较大预测误差的风险较单一模型的有所降低。关键词：地区电网负荷预测;灰色Verhulst模型;系统动力学模型;最小方差准则;线性组合模型84|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对单一的等效电路模型难以准确描述全时段的锂离子电池、估计电池荷电状态(SOC)准确度低的问题,提出采用多模模型的锂离子电池荷电状态联合估计算法。利用电化学阻抗谱分析不同SOC下锂离子电池的阻抗分布,并以此构建等效电路模型来描述整个充放电过程中的锂离子电池,得到一种基于变阶RC模型的多模模型。利用贝叶斯定阶准则综合模型的准确度和实用性来确定具体阶数,采用带有遗忘因子的递推最小二乘法对模型参数进行在线辨识,利用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)求得锂离子电池的实时SOC。在恒流工况以及动态应力测试工况下,与传统基于一阶RC模型和二阶RC模型的EKF算法进行了多组实验对比。结果表明:采用多模模型的联合算法在不同工况下估计的SOC精度提高了30%以上,并均可在两个迭代周期内追踪到准确值。关键词：荷电状态估计;多模模型;电化学阻抗谱;贝叶斯定阶准则;递推最小二乘法;扩展卡尔曼滤波143|3|8更新时间：2025-07-09
- 摘要：为改善双模式液压机械传动装置(DHMT)模式切换品质,运用正交试验及极差分析法对切换过程中多个离合器的切换时序进行优化。在分析DHMT传动原理与模式切换过程的基础上,建立模式切换过程及切换品质评价指标模型,提出了一种基于正交试验及极差分析的DHMT离合器切换时序优化方法,以参与模式切换过程的多个离合器的切换时序为影响因子设计正交试验表,进行正交试验仿真,并对仿真结果进行极差分析,得到各离合器切换时序对各评价指标的影响程度,综合平衡各项指标后得出DHMT离合器切换时序优化方案组合。仿真结果表明:参考本文研究对象,基于离合器时序优化方案的模式切换过程冲击度为6.15 m/s3,低于17.64 m/s3的国内标准,滑摩功为2.8 kJ,切换时间为1.05 s,均在合理范围之内。试验结果表明:试验与仿真结果接近,且变化趋势一致,验证了所建模型的正确性,并进一步说明通过优化离合器切换时序可有效提高DHMT模式切换品质。研究结果可为制定双模式液压机械传动装置模式切换过程控制策略提供理论参考。关键词：双模式液压机械传动装置;离合器;切换时序;优化81|4|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对容积伺服电液作动器位置高精度控制问题,建立电液作动器位置控制数学模型,提出三状态反馈与三状态顺馈控制策略。该控制策略通过三状态反馈补偿系统固有频率和阻尼比,并利用三状态顺馈实现极点配置,进而对控制器进行参数优化设计,有效提高系统的动态特性。搭建容积伺服电液作动器实验平台,针对所提出的控制方法进行实验验证。研究结果表明:所提出的容积伺服电液作动器位置控制方法具有较好的控制效果,可实现电液作动器的高精度控制,控制精度达±0.01mm,将为电液作动器的工程推广与应用奠定良好的基础。关键词：容积伺服;电液作动器;位置控制;三状态反馈;三状态顺馈126|3|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对轴颈倾斜下水润滑橡胶径向轴承动力学建模问题,提出了32系数动力学模型,建立了弹流润滑模型,采用差分求解方法求解了8系数模型和32系数模型下的轴承动特性,分析了偏心率和倾斜角的变化对轴承动特性系数的影响。研究结果表明:轴承的8系数模型下刚度和阻尼系数随偏心率的增大而增大,且在大偏心率下呈指数式增大; 轴承的32系数模型下角刚度和角阻尼系数也随偏心率的增大而增大; 随着轴颈倾斜角增大,32系数模型下轴承的位移刚度系数、位移阻尼系数、角刚度系数、角阻尼系数、角-力交叉刚度系数、角-力交叉刚度阻尼系数、位移-力矩交叉刚度及位移-力矩交叉阻尼系数都相继增大。该研究对水润滑橡胶径向轴承的润滑性能优化设计提供了一定的参考。关键词：橡胶径向轴承;轴颈倾斜;动力学特性;水润滑82|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：保持架作为轴承中的浮动组件,在套圈引导和滚动体撞击作用下随机运动,其动态特性直接影响精密轴承的服役性能。为了准确分析保持架的动态特性,考虑轴承保持架和滚动体之间真实润滑状态和碰撞过程建立了滚动体和保持架润滑碰撞模型及精确的保持架动力学模型,分析了轴承预紧力、径向载荷、内圈转速及引导-兜孔间隙比对精密轴承保持架动态特性的影响规律。实验结果表明,相比于传统的保持架兜孔-滚动体干摩擦模型,考虑润滑的保持架动态特性分析与实验现象更吻合。相同转速下,增大预紧力或径向载荷可以降低保持架打滑率,相比径向载荷,预紧力对保持架打滑的影响更大。保持架在低速和高速下呈现不同的打滑形式,低速下外载荷对保持架打滑影响不大;高速下外载荷对保持架打滑影响较大。相同预紧时保持架打滑率随轴承内圈转速增加而增加,中预紧时转速对保持架打滑影响最小。随着引导间隙-兜孔间隙比的增加,保持架打滑率降低。研究工作可为精密轴承保持架的设计提供一定的依据。关键词：保持架;润滑碰撞;动态特性;精密轴承149|4|5更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了改善人字齿轮左右齿面载荷不完全对称引起的齿面偏载和振动问题,研究了人字齿轮小轮轴向固定和轴向窜动对齿面载荷分布的影响,提出了一种人字齿轮复合修形设计方法。根据齿面偏载情况,通过齿向补偿修形优化实现左右齿面载荷均匀分布;在齿向补偿修形的基础上,叠加拓扑修形构建复合修形齿面,以承载传动误差幅值最小和齿面闪温最低为优化目标,采用NSGA-II算法确定最佳拓扑修形量。算例结果表明,仅小轮轴向窜动,虽然能使左右斜齿轮副载荷基本相等,但不能完全改善单个斜齿轮齿面偏载的状况。齿向补偿修形后,能够改善每一个斜齿轮齿面的载荷使其均匀分布。复合修形改善了齿面载荷分布,避免了边缘接触,大幅降低了承载传动误差幅值和齿面闪温。关键词：人字齿轮;小轮轴向窜动;齿向补偿修形;载荷均匀;复合修形95|3|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：为解决正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀(DFHP)结构设计复杂与加工精度控制难度高的问题,从实际加工出发,建立了DFHP前刀面切削刃精确齿廓与滚削加工数值仿真模型。为探究DFHP前角与顶刃后角对DFHP加工误差的影响,进行了滚刀加工数值仿真; 同时为降低DFHP的加工误差,将传统正前角滚刀的法向齿形作为无理论误差DFHP的等效齿形,重新设计了DFHP三维实体模型。结果表明:DFHP等效齿形误差及其加工出柔轮的齿形误差均随滚刀正前角与顶刃后角增大而增大; 采用无理论误差DFHP设计方法使得柔轮的齿形误差从6.2 μm降低至0.14 μm。因此,减小DFHP的前角与顶刃后角可以减小DFHP的加工误差,同时新的DFHP设计方法不但能构建出精确的DFHP三维实体模型,而且可以有效降低DFHP的加工误差,为提升DFHP加工精度研究提供了参考。关键词：双圆弧谐波传动;柔轮;正前角滚刀;齿形误差90|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对传统大排量、大压差单螺杆压缩机工作过程中阻力矩波动大、噪声高等问题,创新性地提出螺杆转子奇数齿槽结构,并基于力学基本原理及单螺杆压缩机工作特性,对奇数齿槽螺杆转子受力状况进行了分析,建立了奇数齿槽螺杆转子动力学模型,研究了异步压缩单螺杆压缩机中螺杆转子的动力学规律。研究结果表明:异步压缩单螺杆压缩机螺杆转子主要受径向气体力作用,该作用力不仅大小不断变化,其方向也沿着螺杆转子的径向不断旋转,变化周期为转过两星轮齿夹角所需时间的1/2;该作用力的等效作用位置在螺杆中心面与排气端面之间呈周期性变化,并在开始排气时发生突变。上述研究结果对异步压缩单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。关键词：单螺杆压缩机;异步压缩;动力学112|3|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了分析圆盘密封螺旋泵泄漏通道的几何特性,基于螺旋泵的啮合特性及各运动部件之间的装配几何关系建立了各个泄漏通道的理论计算几何模型,得到了各个泄漏通道长度及面积的数学表达式。分析了密封圆盘半径和偏心距等因素对各个泄漏通道面积的影响,结果表明:在回流增压区域(-5°～5°)内,回流增压泄漏通道的面积远远大于其他泄漏通道;密封线间隙泄漏通道的面积随着密封圆盘半径的增大而增大,在啮合增压区,密封线间隙泄漏通道的面积会随着偏心距的增加而增大,在回程区,密封线间隙泄漏通道的面积会随着偏心距的增大而减小;偏心距越大,密封盘间隙泄漏通道的面积越小,且随螺杆的转动,面积变化趋势越陡峭,偏心距的变化不会改变密封盘间隙泄漏通道面积的最大值,最大值都是出现在螺杆转角?=0°,180°,360°的位置处。通过对圆盘密封螺旋泵泄漏通道的几何特性分析,可为泄漏特性的研究提供理论基础。关键词：圆盘密封螺旋泵;几何特性;泄漏通道;泄漏特性96|3|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为进一步提高叶顶气膜冷却效率,降低叶顶泄漏流量,采用CFX软件数值求解三维RANS方程及标准k-ω湍流模型,研究了应用椭圆冷却孔及径向偏转角后的动叶凹槽叶顶流动与换热特性。以GE-E3第一级动叶为研究对象,将叶片中弧线切线作为椭圆长轴开孔方向,偏转角分为向压力面侧的正向倾斜以及向吸力面侧的反向倾斜,共分析了8种结构在3种吹风比下的数值模拟结果。研究结果表明:无偏角椭圆孔在低吹风比下获得的平均气膜冷却效率比圆孔高1倍以上,高吹风比下椭圆孔冷却效果受限于出流区域收缩有所衰退,正偏角椭圆孔在全吹风比下冷却效果均优于无偏角圆孔; 正偏角结构局部冷却效果较好,但集中冷却在压力面侧区域,负偏角在中高吹风比下有效扩大了冷却范围,但在低吹风比下的冷却效果较差; 正偏角出流指向泄漏流入口,增强了气膜冷却阻塞作用,减小了泄漏流量,泄漏流相对减少率最高达到了11.4%; 负偏角由于大幅度的流动偏转,制造了凹槽内涡流,引入了一部分叶顶外主流,在大偏角结构下的泄漏流相对增长了16.6%。关键词：凹槽叶顶;气膜冷却;椭圆孔;泄漏流94|5|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了消除PIV流场数据中的错误数据并降低误差,利用经验模态分解将PIV流场数据分解为多个本征模态分量,对波形异常的本征模态分量进行滤波处理,并将处理后的本征模态分量与其他波形平滑正常的本征模态分量进行反向叠加,有效实现了流场数据的重构和错误数据的消除。当分解得到的本征模态分量较多且错误数据集中在某一个本征模态分量时,可以通过求解各个本征模态分量与原始流场数据的相关系数,将与原始流场数据相关的本征模态分量进行反向叠加重构并摒弃与原始流场数据不相关的本征模态分量,实现错误数据的直接消除。利用本方法分别对2个人为添加误差为1.7%和3.3%的标准模拟流场进行了处理,处理后的流场数据误差分别为0.002%和0.18%。采用该方法对某实验的原始流场数据进行处理,结果表明错误数据得到了有效消除,流场特性更加清晰准确。本研究可为减小变化缓和的流场数据的误差提供一定的指导。关键词：粒子图像测速;经验模态分解;本征模态分量;相关系数86|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了对2,5-二甲基四氢呋喃(DMTHF)燃烧的反应路径与反应敏感性进行研究,结合高精度电子结构计算理论和基元反应统计速率理论,建立了DMTHF反应的反应物、产物及中间产物的热力学和化学动力学数据库,在此基础上得到了四氢呋喃族燃料通用的高温氧化机理。该机理获得了不同温度、压力、当量比下的DMTHF层流火焰实验结果的验证。研究表明:DMTHF的氢提取反应中,2号位的氢提取占据了主导地位; 裂解反应中DMTHF-MJ的氧化路径里,生成P1的反应占据主导地位。对DMTHF的路径分析表明:由于DMTHF分子环上有更多的甲基,因此反应类型会更为复杂; DMTHF燃烧反应中C3H6及自由基AC3H5之间不断消耗H和OH的反应系统对DMTHF的反应强度产生了很大的负面影响。关键词：2,5-二甲基四氢呋喃;反应动力学;反应路径分析;敏感性分析102|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：《西安交通大学学报》是西安交通大学主办的自然科学综合性学术理论刊物,它以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导,以促进科学技术发展、培育科技人才、为社会主义现代化建设服务为宗旨,坚持以"出精品、创名牌、办一流学报,争时效、促交流、举科技人才"为目标,主要登载机械、能源、动力、工程力学、电气、材料、电子、信息与控制、计算机等主学科,以及化学工程、生物医学工程、建筑、管理工程、数学、物理等学科方向的最新研究成果,重点突出机电特色.本刊为月刊,国际标准开本,国内外公开发行,为了保证刊物的质量,根据国家的有关标准和本刊的实际,特制定本简则.1|2|0更新时间：2025-07-09
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