摘要：弹性超材料可被用于实现多种特殊功能,例如振动控制和波操纵,其中吸声是声学超材料完成的典型任务.利用机器学习方法反向设计超材料因利用数据驱动且不依赖经验的优势而备受关注,成为重要的设计范式之一.但现有的工作大多集中在验证反向设计神经网络的设计准确性,很少有人探索如何利用神经网络进行反向设计以提高材料性能.为此,我们的工作研究了反向设计框架在提升3D多尺度空腔型声学超材料的声学性能方面的能力.框架中有正向和反向网络,在训练过程中将目标吸声曲线(100~10000 Hz)作为反向网络的输入,并输出具有满足此吸声曲线的相应超材料结构,随后将其输入正向网络进行声学性能评估.结果表明,经过训练的前向网络可对超过训练集结构参数范围的结构(既“未见过”的结构)进行高精度性能预测,因此具有较高泛化性能.更重要的是,反向网络能够自发地采用超出范围限制的结构参数,以确保满足平均吸声系数高于训练集中任何数据的吸声目标,因此可利用反向设计突破训练集中数据的声学性能,进行性能优化.通过超限探索,反向设计精度从仅有9.2%的设计拥有<0.0001的均方误差显着提高到99.6%.最后,利用案例证明神经网络拥有的超限探索能力对旨在提高性能的反向设计有重要意义.希望这项工作能为更高性能弹性超材料的优化设计提供支撑.

摘要：作为6XXX铝合金热处理工艺的一部分,固溶处理与时效处理对6016铝合金的力学性能有显著影响.本文把固溶温度、时间和时效温度、时间作为设计变量,应用中心组合实验设计法设计固溶-时效实验方案,在室温下分别测出试样的屈服强度、伸长率和维氏硬度.第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)解决了第一代算法参数选取难、运行效率低等缺点.本文用第二代非支配排序遗传算法把得到的响应面方程作为目标函数进行多目标优化,经过计算后获得非劣解,从中可筛选出使目标函数较好的解与相对的固溶-时效工艺参数.

摘要：针对餐厨垃圾中营养元素含量丰富的特点,利用运动发酵单胞菌对餐厨垃圾发酵生产燃料酒精,采用Plackett-Burman实验设计分析多种酶制剂和营养物质对发酵过程的影响.结果表明,糖化酶和蛋白酶对于酒精发酵影响显著,其他酶和营养物的添加对发酵均无显著影响,说明餐厨垃圾自身所含的丰富营养即可以满足细菌生长的需要.进一步的单因素试验分析表明糖化酶的最佳添加量为100 U/g.当同时添加100 U/g蛋白酶和100 U/g糖化酶时,酒精产量达到最大值53 g/L,比单纯添加糖化酶时产量高10%,其酒精转化率为44%.经酒精发酵后,餐厨垃圾粗蛋白增加了1.5倍且纤维素含量较低,可作为饲料使用.利用餐厨垃圾产酒精不仅处理了污染严重的废物,同时也为酒精生产提供了廉价的原料,具有较高的环境效益和经济效益.

摘要：介绍了液黏制动器的结构与工作原理、制动力矩的计算方法以及液压控制系统,并结合润滑油流量对制动力矩的影响,对液黏制动器的工作过程进行了详细地分析,设计了电气控制程序框图。

摘要：燃气-蒸汽联合循环系统余热锅炉的汽包水位波动具有不确定性成分,其存在影响到控制系统的性能。根据现场数据并结合有关两相流研究成果,对水位波动不确定性成分的形成机理及其模型的建立等进行了研究,得到水位波动的不确定性成分主要来源于低频的压降振荡引起的谐波及随机噪声两部分的结论。然后,利用ARma噪声建模的方法来恢复谐波成分并建立了统一的噪声模型,针对谐波成分的特点设计了LMS自适应信号陷波器,来分离开谐波得到了水位的确定性成分。最后的仿真结果表明了文中对不确定性成分的分析与建模是合理的。

摘要：保护冻土原则是多年冻土区路基设计的首要要求。本文运用带相变瞬态温度场有限元数值解法,模拟分析铺设聚苯乙烯(EPS)板后铁路路基下多年冻土最大融化深度在随后50a内随时间的变化,提出保温板铺设的适宜位置;总结分析保温板厚度和路基填土高度的关系;基于年平均气温给出多年冻土区铁路路基工程中保温材料的适用范围,并对多年冻土年平均地温对保温处理措施适用范围的影响进行了分析。

摘要：现有的植物工厂采用“上光下植”的种植模式,培养架的照度均匀度以及混色均匀度不高,导致不同位置的植物生长情况良莠不齐,严重影响工厂生产效益。为解决这一问题,提出一种高照明均匀度植物光源及植物培养架设计方案,将光源“倒置”于种植平面两侧的三棱柱凸台,利用棱柱斜面初次分配光线并提高其分布均匀性,进一步通过培养架顶部反射增加混光距离,提高光线耦合程度,从而提高混色均匀度和照度均匀度。借助TracePro软件对提出的光学结构进行仿真分析,利用Taguchi方法设计并进行实验,最终利用ANOVA理论分析出各因子对品质的影响程度并进一步优化结果,获得照度均匀度为94.30%、混色均匀度为90%的最优设计方案。最后通过测量种植面和植物体表面照度及光谱的分布情况检测植物的生长是否会对光线有遮挡,结果表明该植物照明系统可以保持植物在生长过程中种植面和植物体顶部及侧面都具有良好的照明效果,遮挡问题几乎可以忽略不计,并保证植物生长过程中良好的照明效果。

摘要：在油气输送过程中,随着热力学条件发生变化,体系中的蜡组分将析出并沉积于管壁上,对管道输送过程造成一定的阻碍,且在深水高压低温条件下的输送体系中尤为突出。采用状态方程结合UNIQUAC模型建立了多相体系中蜡晶析出热力学模型,模型建立过程中考虑到液相描述一致性、固-固转变、纯组分热力学性质、Poynting修正项处理以及活度系数计算等问题。对于模型预测计算过程中涉及到的轻组分与重组分(以C20进行划分)间二元交互系数这一重要参数,采用气-液平衡及液-固平衡数据进行反算,取为-0.0296。运用该模型对六组混合物体系进行析蜡点计算,计算结果表明:析蜡点随压力的变化趋势与实验结果一致,计算结果与实验数据绝对误差在2.40 K以内,相对误差在0.77%以内,取得了较好的预测效果。

摘要：通过卷积运算提取白矮主序双星的光谱特征是提高识别精度的有效手段。通过设计一维卷积神经网络,以判别学习的方式从大量混合光谱中拟合出具有稳定分布的12个卷积核,有效提取白矮主序双星的卷积特征。通过引入相对松弛的光谱类别先验分布,提出反贝叶斯学习策略以解决由于光谱抽样有偏带来的问题,显著提高识别精度。通过比较光谱在不同信噪比下的交叉熵测试误差,分析卷积特征的提取过程对光谱信噪比的鲁棒性。实验发现,基于反贝叶斯学习策略的一维卷积神经网络对白矮主序双星的识别准确率达到99.0(±0.3),超过了经典的PCA+SVM模型。卷积特征谱的池化过程以降低光谱分辨率的形式缓解了光谱噪声对识别精度的影响。当信噪比小于3时,必须通过增加模型在光谱上的迭代次数以形成稳定的卷积核;当信噪比介于3与6之间时,光谱卷积特征较为稳定;当信噪比大于6时,光谱卷积特征的稳定性显著上升,信噪比对于模型识别精度带来的影响可以忽略。

摘要：针对篱架式栽培葡萄株间自动避障除草机作业时需要避开葡萄藤的要求,该文设计了一种自动避障机构,分析了自动避障机构躲避葡萄藤的工作原理。自动避障机构包括平行四连杆机构和避障触发机构,避障触发机构的关键部件是触杆,触杆由两段直线及连接两者的圆弧部分构成。在ADAMS中建立了参数化除草机模型,以触杆较长直线部分的长度L、中间过渡圆弧的角度θ和触杆与除草部件边缘的3个距离d1、d2、d3的组合D为试验因素,以作业后未除杂草面积S3为指标进行正交试验,得出D为显著因素。以D作为优化变量,对S3进行优化。优化结果表明,当D为225、300、212 mm时,S3取得最优值。田间试验表明,优化后平均除草作业覆盖率比优化前提高8个百分点以上,除草作业覆盖率的标准差降低,作业稳定性较好,可为篱架式栽培葡萄株间自动避障除草机优化设计提供参考。