摘要：等几何分析能够将几何建模的基函数与结构数值分析的形函数统一,从而得到高精度的结构数值分析结果。面向柔性机构,提出了一种基于等几何拓扑优化的柔性机构设计方法:通过NURBS基函数和Shepard函数构造增强密度分布函数,该函数的高阶连续性可确保优化结构边界的光滑清晰;然后根据密度分布函数建立柔性机构的等几何拓扑优化模型;最后,将该方法应用于柔性机构设计。通过算例结果可知,等几何拓扑优化方法特有的计算原理可提高数值计算的精度和效率,能有效避免由网格依赖、棋盘格现象等产生的边界问题,确保了优化结构均具有较好的光滑性和连续性,验证了提出的方法能有效避免柔性机构的铰链现象。

摘要：卷积神经网络已经成为强大的分割模型,但通常为手动设计,这需要大量时间并且可能导致庞大而复杂的网络.人们对自动设计能够准确分割特定领域图像的高效网络架构越来越感兴趣,然而大部分方法或者没有考虑构建更加灵活的网络架构,或者没有考虑多个目标优化模型.鉴于此,提出一种称为AdaMo-ECNAS的自适应多目标进化卷积神经架构搜索算法,用于特定领域的图像分割,在进化过程中考虑多个性能指标并通过优化模型的多目标适应特定的数据集.AdaMo-ECNAS可以构建灵活多变的预测分割模型,其网络架构和超参数通过基于多目标进化的算法找到,算法基于自适应PBI实现3个目标进化问题,即提升预测分割的F1-score、最大限度减少计算成本以及最大限度挖掘额外训练潜能.将AdaMo-ECNAS在两个真实数据集上进行评估,结果表明所提出方法与其他先进算法相比具有较高的竞争性,甚至是超越的.

摘要：为从设计源头减少山区铁路工程能源消耗总量、优化能源消费结构,充分发挥铁路绿色发展优势,开展山区铁路工程节能研究,识别山区铁路工程节能设计关键要素非常重要。首先,分析山区铁路工程能源消耗,梳理山区铁路线路、桥梁、隧道等重点工程的节能要点。在此基础上,提取山区铁路工程节能设计要素和能源消耗要素,并根据各要素属性特点,明确其量化指标,建立山区铁路工程−能源消耗要素及指标体系。其次,结合CRITIC-熵权法与C-OWA算子法构建“山区铁路工程−能源消耗”双层复杂网络模型,依次确定各要素节点重要度、节点间影响强度和节点综合重要度,用以识别山区铁路工程节能设计关键要素。最后,以某山区重大铁路工程某标段为例,验证方法模型并识别出该标段影响施工阶段的节能设计关键要素为:隧道作业设备选型、隧道出渣控制、隧道通风方式选择;影响运营阶段的节能设计关键要素为:曲线半径设置、线路纵坡设置、线路坡度设置、节能坡设置、客站供热设计、客站体形设计。经验证,构建的山区铁路工程−能源消耗要素及指标体系符合山区铁路工程特点,“山区铁路工程−能源消耗”复杂网络模型具有良好的适用性,识别出的节能设计关键要素及其优化建议可为山区铁路工程节能设计提供参考。

摘要：为了充分利用点云和多视图两种模态数据之间的局部空间关系以进一步提高三维形状识别精度,提出一个基于多模态关系的三维形状识别网络,首先设计多模态关系模块(multimodal relation module,MRM),该模块可以提取任意一个点云的局部特征和一个多视图的局部特征之间的关系信息,以得到对应的关系特征.然后,采用由最大池化和广义平均池化组成的级联池化对关系特征张量进行处理,得到全局关系特征.多模态关系模块分为两种类型,分别输出点-视图关系特征和视图-点关系特征.提出的门控模块采用自注意力机制来发现特征内部的关联信息,从而将聚合得到的全局特征进行加权来实现对冗余信息的抑制.详尽的实验表明多模态关系模块可以使网络获得更优的表征能力;门控模块可以让最终的全局特征更具判别力,提升检索任务的性能.所提网络在三维形状识别标准数据集ModelNet40和ModelNet10上分别取得了93.8%和95.0%的分类准确率以及90.5%和93.4%的平均检索精度,在同类工作中处于先进水平.

摘要：河谷作为一种局部不规则地形,会改变局部场地范围内的地震动特性,通常称之为地形效应,这一现象已经被大量地震动观测和震害记录所证实。目前关于河谷地形效应的研究多集中于解析解和数值方法,但缺乏试验数据的支撑。建立了考虑河谷地形效应的自由场振动台模型试验方法,开展了多工况自由场河谷地形效应的振动台模型试验研究。试验设计了3组宽深比分别为8︰1,4︰1,3︰1的圆弧形河谷地形,并以平整场地条件下的自由场试验作为参照,对比分析了河谷场地的地形效应,并探明了不同地形条件对自由场河谷地形效应的影响规律。试验结果表明:河谷地形效应会引起局部非平整场地范围内地表加速度响应的普遍放大,且以谷顶位置处的地震动放大效应最为显著,谷内加速度响应则表现为从谷底到谷顶逐渐增大的分布趋势;随着入射波频率的增加,河谷地形引起的地表加速度放大效应更加显著;而随着河谷地形深宽比的增加,地震动放大效应将逐渐增强。研究成果可为河谷地形条件下基础设施结构的抗震安全性分析提供科学依据。

摘要：膜技术基于渗透性差异实现天然气无相变脱碳,节能优势显著,此外膜装置的模块化制造可以灵活应对非常规天然气开采规模的大幅变化。聚酰亚胺(PI)是一种广泛研究的玻璃态聚合物膜材料,脱碳选择性较高、化学稳定性好,近年来在天然气脱碳领域已实现工业应用。尽管如此,通过分子结构设计提升聚酰亚胺膜的渗透性,从而大幅降低膜装置建设成本和占地面积,仍是未来的重要研究方向。从气体在玻璃态聚合物膜中的渗透传质机制出发,归纳总结了芳香族聚酰亚胺在链段构型与柔顺性、大位阻侧基、主链轴节结构等方面的设计进展以及膜材料自由体积分数和气体渗透系数随之发生变化的内在规律,对聚酰亚胺膜材料分子结构设计的未来发展方向进行了展望,兼顾考虑自由体积分数和自由体积空穴尺寸分布范围是同时提高渗透性和选择性的重要途径。

摘要：三维内转式进气道的唇口结构通常存在复杂的激波干扰及严酷的气动热载荷,严重威胁高超声速飞行器的性能与安全.在6.0马赫的高超声速流动中,以V形钝前缘模型为研究对象,设计了局部凸起的被动流动控制降热方案.采用数值模拟手段,首先研究了局部凸起方案的降热能力以及降热原理,然后初步优化了局部凸起的位置、高度以及宽度等关键设计参数,最后分析了优化后的局部凸起方案的攻角、侧滑角及马赫数的适用性.研究结果表明:上游凸起边缘形成的斜激波与主马赫反射结构形成的透射激波发生干扰,能够减弱其冲击壁面的强度,实现降热的目的;驻点凸起通过改变超声速射流的对撞角度,能够降低其对撞的强度,实现降热的目的.原始方案的降热能力约为37.75%,在对局部凸起的关键设计参数进行初步优化后,优化方案的降热能力将提升至44.60%.设计工况下的优化方案具有良好的攻角适用性,而高度可变的优化方案可以较好地适用于有侧滑角及高马赫数的流动.在研究范围内,高度可变的优化局部凸起方案的降热能力均高于20%.

摘要：山区地质复杂、环境敏感、生态脆弱,致使铁路隧道建设难度大,且在资源节约、环境保护等方面面临较高要求。绿色设计作为绿色建设的先行环节,对减少隧道建设对资源环境的扰动作用,达到资源节约、环境友好的目的起关键引领作用。为定量评估山区铁路隧道工程的资源环境影响效应、衡量隧道设计的绿色程度,提出一种山区铁路隧道工程资源环境影响效应分析方法。首先,基于“驱动力-状态-响应”模型(Driving force-State-Response,DSR),以隧道设计参数为驱动力指标、资源环境状况为状态指标、隧道设计措施为响应指标,构建山区铁路隧道工程资源环境影响效应评估指标体系,并建立各指标分级标准;其次,运用一种具有自学习自调整能力的支持向量回归模型(Support Vector Regression,SVR)对隧道工程的资源环境影响效应进行评估;再次,以驱动力指标和响应指标为分析对象,运用考虑指标间关联关系及叠加效应的敏感性分析法,甄别对隧道工程资源环境影响效应优化具有重要影响的隧道设计因素;最后,以某山区铁路隧道工程为例,得到该隧道工程的资源环境影响效应值为4.7157,对应等级为较好,表明该隧道工程绿色设计水平较好,资源集约节约利用较合理、环境保护力度较大,可为其他类似工况隧道工程的绿色设计提供借鉴。此外,分析结果显示,注浆加固效果是导致该隧道工程资源环境影响效应变化最敏感的因素,其次为清污分流比例,可着重从这2个方面进行优化设计,以实现隧道工程资源环境影响效应的进一步优化。研究结果验证了本文研究方法的适用性和可操作性,可为山区铁路隧道工程资源环境影响效应评估及明确隧道工程优化设计方向提供科学依据。

摘要：为全面且直观地评价海棠果实品质,建立海棠果实综合评价体系,选取14种海棠果实,通过变异性分析、相关性分析及主成分分析筛选品质核心指标,构建海棠果实品质综合评价模型,并结合感官评价、聚类分析验证该模型的可靠性;通过聚类分析对海棠果实进行分类,挖掘不同品种海棠果实的特点及应用价值。结果表明:不同品种海棠果实的18项品质指标均存在显著差异且显著相关;主成分分析表明5种主成分累计贡献率为89.253%;结合相关性分析结果可知,单果质量、固酸比、糖酸比和总黄酮含量是评价海棠果实品质的主要指标;海棠果实综合评价模型筛选出‘123小苹果’‘龙丰’‘脆丰’和‘黄太平’4种品质较佳的海棠果;2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)法、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine,DPPH)法和铁离子还原能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)测试结果表明,海棠果实多酚类物质的抗氧化活性与其多酚、黄酮含量呈正向线性拟合,ABTS法得出其拟合系数为R^(2)=0.837和R^(2)=0.728,DPPH法为R^(2)=0.829和R^(2)=0.768,FRAP法为R^(2)=0.575和R^(2)=0.969;海棠果实感官评分与主成分分析得分呈线性拟合,R^(2)=0.862,验证了综合评价模型的可靠性;通过聚类分析对该模型进一步验证,结果显示,海棠果实被分为4类:‘八棱’‘海红果’为I类,可加工制作高VC含量的保健产品;‘鸡心果’‘龙丰’‘脆丰’‘123小苹果’为II类,口感较好,适宜鲜食;‘亚当’‘丰盛’‘西府’‘白兰地’‘红丽’为III类,适宜制作富含多酚类物质的保健食品;‘k9青沙果’‘凯尔斯’‘黄太平’为IV类,可加工为果脯、果汁、果酒等海棠果产品,该结果与主成分分析得分趋于一致,进一步证实了模型的可靠性。建立海棠果实综合评价体系可为不同品种的海棠果实开发利用提供理论依据,同时为海棠果实品质评价提供优良方案。

摘要：针对双绕组感应发电机交直流集成发电系统,为实现简单易调、性能优越、负载适应力强的发电控制,该文提出一种基于线性自抗扰控制器的交直流电压控制策略,通过交流电压和直流电压与控制绕组和功率绕组的传递函数模型,构建交直流电压的线性扩张状态观测器,同时对交流电压有效值、直流电压和电压扰动进行观测,并利用电压和扰动观测值设计线性误差反馈控制律,对交直流电压进行控制。最后,通过仿真和实验验证该控制策略提高电压扰动抑制能力和负载适应性,同时各模块参数可独立设计、控制器结构简单,避免需要较多传感器及降低调参难度。