摘要：为给人群疏散问题研究提供准确可靠的依据,本文提出一种基于深度卷积神经网络的人群疏散运动仿真模型。为获取神经网络训练所需数据,采用CSRNet神经网络和DBSCAN算法从监控视频中提取真实人群轨迹数据,通过深度卷积神经网络的训练,对真实的人群行为模式进行深度学习,并利用训练出的深度卷积神经网络建立人群运动仿真模型。结果表明,该模型可准确预测人群的运动行为,真实模拟人群的运动轨迹,可为应急疏散策略的制定和公共场所疏散通道的设计提供依据。

摘要：针对测量坐标系构建引起的铁路设计线路不平顺问题,在分析铁路测量坐标系构建对铁路设计线路平顺性的影响机理基础上,提出设计线路衔接平顺性模拟分析算法,实现了在设计阶段对铁路设计线路换带衔接偏差和平顺性的计算分析。理论分析和实验结果均表明:以分带投影方式构建铁路测量坐标系时,仅控制单个投影带在边缘处的投影长度变形大小,无法避免设计线路在换带连接处出现横向衔接偏差,进而可能导致设计线路出现不平顺;要使得设计线路换带衔接不平顺对铁路轨道静态铺设平顺性的影响可以忽略不计,算例中的高速铁路和160 km/h快速铁路,应控制高速铁路设计线路10 m、5 m/30 m和150 m/300 m弦轨向不平顺分别不大于0.64、0.64和3.2 mm,快速铁路无砟轨道、有砟轨道10 m弦轨向不平顺分别不大于0.64和1.28 mm;提出的铁路设计线路衔接平顺性分析算法,可以在设计阶段计算分带投影引起的设计线路不平顺性,进而可以对坐标系构建的合理性作出科学评判。

摘要：针对传统勘探地震波初至拾取工作量大、抗噪性差和精度低所导致的低质量速度反演影响生产安全的问题,提出一种基于U形多层感知机(U-MLP)网络的地震波初至拾取与反演方法。首先,为解决传统U形网络(U-Net)中的交叉熵损失函数在数据类别不平衡时导致的性能变差问题,设计一种基于加权交叉熵Lovász归一化指数(WLS)的损失函数;然后,在特征融合阶段引入残差连接,缩小低级特征与高级特征间的差距,还原更多细节信息;最后,为使U-MLP网络更好学习图像局部特征,为高级语义引入标记化的多层感知机(MLP)模块,此模块降低了参数量和计算复杂度。实验结果表明,与U-Net相比,U-MLP网络在训练中收敛性更强,初至拾取最大误差降低了20%以上,交并比(IoU)值提升了约2%。可见,U-MLP网络在提取勘探地震波初至时不仅提高了拾取精度,而且拾取的初至在仿真数据和实际数据中的速度分布反演均达到了理想效果,具有更好的性能且适应性更强。

摘要：马氏体沉淀硬化(17-4PH)钢广泛应用于压缩机叶轮、水翼等具有复杂结构的过流部件。选区激光熔化(selective laser melting,SLM)作为一种新兴的近净成形技术,其逐点逐层的扫描堆叠制造方式有助于通过拓扑设计优化零部件结构和实现复杂形状零部件的一体成形。采用“交叉双向式”和“双向式”两种扫描策略交替打印17-4PH钢,探究选区激光熔化构筑17-4PH钢中的残余奥氏体梯度分布方法。研究结果表明,通过调控扫描策略,改变了热量输入和散失方式,可以在17-4PH钢中实现残余奥氏体含量梯度分布。交叉双向扫描策略可有效细化马氏体晶粒,马氏体晶粒的大小与构建高度相关,残余奥氏体晶粒的大小与扫描模式和构建高度关系不大。交叉双向扫描形成的细小马氏体会对周围奥氏体产生附加应力,提高残余奥氏体稳定性,导致试样底部奥氏体较多。双向扫描冷却速度快,过冷度较大,马氏体转变的驱动力增大,消除相稳定,造成顶部马氏体较多,残余奥氏体少。随着堆积层数的升高,组织的冷却速度由慢变快,马氏体的转变程度增加,残余奥氏体含量减少。实现了17-4PH钢中奥氏体梯度组织的控制,这种梯度组织的制备为优化材料性能和实现多功能应用提供了新的途径。

摘要：针对双足机器人连续直线行走的步态稳定控制问题,提出一种基于最大熵深度强化学习(DRL)的柔性演员-评论家(SAC)步态控制方法。首先,该方法无需事先建立准确的机器人动力学模型,所有参数均来自关节角而无需额外的传感器;其次,采用余弦相似度方法对经验样本分类,优化经验回放机制;最后,根据知识和经验设计奖励函数,使双足机器人在直线行走训练过程中不断进行姿态调整,确保直线行走的鲁棒性。在Roboschool仿真环境中与其他先进深度强化学习算法,如近端策略优化(PPO)方法和信赖域策略优化(TRPO)方法的实验对比结果表明,所提方法不仅实现了双足机器人快速稳定的直线行走,而且鲁棒性更好。

摘要：氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介,构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义。为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动,加深学生对机械设计基础(含课程设计)、流体力学(含实验)、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握,该文设计了应用于海上氢气液化系统(liquid hydrogen floating production storage and offloading unit,FLH2)的浮式多孔介质通道内外流动实验装置,包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分。该装置具有较好的实验教学效果,可提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力,拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备。

摘要：双护盾TBM采用预制管片、回填豆砾石和灌浆的方式进行支护施工,豆砾石回填灌浆层的性能和密实度是影响TBM隧洞工作性能的重要指标。以西北某双护盾TBM施工的引水隧洞为工程依托,基于室内试验研究了不同部位豆砾石回填灌浆层的力学性能,并通过数值模拟分析了豆砾石回填灌浆层性能与密实度对支护效果的影响。结果表明:受灌浆密实度不均匀的影响,豆砾石灌浆体的弹性模量和单轴抗压强度存在较大差异;在衬砌与豆砾石不存在脱空状态的条件下,豆砾石回填灌浆层参数取值不同对衬砌受力分布规律影响不大,但衬砌各个部位的应力有所变化;衬砌与豆砾石脱空部位受力状态与不脱空时存在显著差异,在脱空部位管片出现了较为明显的受力情况,部分区域应力超过衬砌混凝土的抗拉强度设计值,衬砌混凝土可能出现裂缝。在隧洞施工中应重点关注衬砌与豆砾石之间结合是否紧密,加强豆砾石回填、灌浆的质量监督。

摘要：为解决旋流快分(SVQS)系统提升管出口上方空间内油气呈现螺旋上升运动而导致油气在系统空间内停留时间过长的问题,设计了一种新型消涡板结构,并采用商业软件FLUENT 2021 R1对增设新型消涡板的SVQS系统进行了流动模拟。对比未安装消涡板的SVQS系统、增设弯型消涡板的SVQS系统以及增设新型消涡板的SVQS系统的速度场,发现消涡板对SVQS系统的速度场产生了影响,系统中各项速度值变大。新型消涡板在未降低SVQS系统分离效率的情况下降低了系统压降。通过对系统内油气停留时间进行分析,发现消涡板可以减少油气和细小颗粒在系统中的停留时间,且增设新型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间小于增设弯型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间。

摘要：针对传感信号畸变、丢失等故障状态严重影响空间机械臂控制系统性能的问题,提出基于空间机械臂运动传感器故障观测的无模型自适应容错控制方法。采用动态线性化和递推参数估计思想设计传感故障监测器,实现对传感畸变及数据丢失等故障的判定,并进行运动状态预测估计;建立包含跟踪误差变化率项的无模型自适应控制准则函数,有效惩罚由传感故障引起的参数估计突变问题;设计面向柔性关节空间机械臂的新型传感容错无模型自适应控制(SFT-MFAC)算法。仿真结果表明,在不同传感故障情况下,所提控制策略均能快速准确识别传感故障信息,避免系统瞬时发散,有效延长系统响应时间,增加控制系统的鲁棒性。

摘要：为拓展核电厂的选址范围,有必要对非基岩场地桩基情形的核电结构进行地震安全性评估。在目前的桩-土-结构相互作用分析方法中,Winkler地基梁模型以及p-y法都将桩-土-结构相互作用问题进行了简化,难以反映复杂地基情形。整体有限元法可考虑复杂地基情形,但计算量较大,效率较低。本文基于高效的三维时域土-结构相互作用分区分析(Partitioned Analysis of Soil-Structure Interaction,PASSI)方法,实现桩基与土体分别采用不同时间步距的计算方法,避免土体采用桩基相对较小的时间步距而增加不必要的计算量。本文以AP1000核岛结构作为研究对象,建立了桩-土-核电结构相互作用的三维有限元模型并对其进行分析。通过输入脉冲波验证了该异步算法的有效性,并结合运动相互作用和惯性相互作用,分析了桩身最大剪力和最大弯矩的特点。分析了桩-土-核电结构在地震波输入下的响应。由于桩的自由度数相对于土体的自由度数可以忽略不计,采用桩-土异步算法时,桩附加的计算量可以忽略,这种高效方法有望用于大型核电结构的桩-土-结构动力相互作用分析中。