摘要：超高性能混凝土(UHPC)在工程结构加固领域应用前景广阔,新浇UHPC加固层与既有混凝土可靠的界面黏结性能,是确保加固结构服役性能的关键。为研究不同界面处理方式对UHPC与普通混凝土(NC)间黏结性能的影响,设计制作了6个Z形UHPC-NC界面抗剪试件,探究光滑、凿毛、凿毛+植筋3种不同UHPC-NC结合面黏结性能,并通过建立混凝土结合面非线性有限元模型,探讨剪切荷载作用下不同UHPC-NC结合面黏结应力的分布规律。结果表明:UHPC-NC界面黏结性能随结合面粗糙度增大不断提高,界面抗剪钢筋有利于延缓混凝土结合面脱黏和裂缝发展;相比光滑UHPC-NC结合面,平均凿毛深度为4 mm且植入4根直径8 mm抗剪钢筋的混凝土结合面,其抗剪强度、刚度及弹性刚度依次增大了156.1%、10.9%和101.0%,且随着界面裂缝不断发展,凿毛+植筋处理的UHPC-NC界面剪应力分布渐趋均匀,结合面残余黏结作用主要由界面抗剪钢筋提供。

摘要：【目的】如何基于地形因素对降水数据进行误差订正(简称“地形订正”)是气象大数据研究的一个重要问题。但是,现有的降水数据地形订正方法存在两方面局限性:一是现有方法大多基于数据统计或传统机器学习而设计,未能拓展至特征学习能力更强的深度学习模型;二是现有方法亦未能结合气象数据的时间与空间关联信息以提升订正效果。【方法】提出一种基于深度学习与时空关联建模的降水数据地形订正方法。该方法首先对广东省降水数据和多源地形信息作预处理,结合经纬度进行对齐与编码,以构建相应的数据矩阵。进而结合各个格点的空间和时间邻域下的降水与地形数据进行多源时空信息建模,并结合降采样策略以缓解降水格点与非降水格点的数据不平衡性,最后构建深度神经网络进行回归订正。实验在广东省逾4000个气象观测站点、逾15万气象格点的真实气象数据上进行。【结果】实验结果验证了时空关联建模策略对提升降水订正效果的显著作用以及所提出方法相比于其他对比方法的性能优势。

摘要：随着电子健康记录(Electronic Health Record,EHR)的出现与广泛应用,基于EHR数据的预测模型可以起到早期检测和干预疾病的作用。异质属性在EHR数据中普遍存在,但是难以做到深度利用,因此可通过对数据样本进行异质属性融合的方法,为后续模型训练提供信息丰富的数据表征基础。本文设计一种高效的二阶段预测模型,用于解决重疾预测中存在的时效与成本等问题。该模型的第一阶段对病例样本进行粗粒度预测,将危重程度低的病例进行疾病初筛,起到提前分流病人的作用;第二阶段模型则基于第一阶段的粗滤结果,对潜在的危重病例进行更细粒度的预测。通过实验验证,经过异质属性融合处理后,在选择前6个时间点构造非时序模型时,二阶段模型可以较好地兼具疾病初筛以及疾病预测的效果。

摘要：为了减少装配作业车间内因物料齐套产生的等待浪费,使具有装配约束的关联零件加工进度得到有效协同,设计一类卡片导航平衡控制系统(control of balance by card-based navigation,COBACABANA)。其基于两类卡片循环回路实现任务投放与作业分派的可视化进度协同控制逻辑。本文详细介绍系统的运行机制和系统控制参量,通过构建一般化的装配作业车间仿真模型,探讨在不同装配关联度下各控制参量的性能变化。实验结果表明,COBACABANA系统性能良好,并且选择合适的控制参量就能够有效提升关联零件的进度协同性。

摘要：为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行了分析。仿真与实验结果表明:当频率比大于15时,振动幅值传递率小于0.2,系统共振区振动幅值传递率低于0.75,隔振效果良好。该结论验证了仿足弓准零刚度隔振器的有效性,为光学精密仪器复杂隔振系统设计提供了参考。

摘要：为充分利用移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)系统的计算资源,本文设计了双MEC服务器协同与计算通信资源联合优化方案。通过建模双服务器协同多用户任务计算优化问题,以系统计算时延和用户能耗的加权和最小化为准则,优化设计多用户计算卸载发射功率和计算任务分割。提出一种较低计算复杂度的联合设计方案,将原问题解耦为计算卸载优化和计算任务分割设计的2个子问题,分别通过内点法和单纯形法实现快速数值求解。仿真结果表明,本文所提算法的系统性能优于已有启发式基准算法方案,且在较少的算法运行时间下,联合优化算法方案能取得与最优拉格朗日乘子法基准方案相同的系统性能。

摘要：目前研发的新型国产正畸装置中,托槽与形状记忆合金(SMA)弓丝之间的止锁机制是控制牙体精准矫正的关键。为满足临床治疗中的止锁力需求,止锁螺栓的紧固扭角及所需要的扭矩大小需要精准设计。为此,本文开展止锁机制的设计研究,分析紧固扭角与止锁力的对应关系,确定有效的扭矩值,其中涉及复杂耦合的接触、材料和几何非线性特征。首先,针对SMA弓丝的三点弯曲实验数据,开展基于参数正交实验设计的仿真分析,确定SMA超弹性材料参数。其次,建立螺栓旋紧和弓丝拉拔的两阶段精细有限元仿真模型,通过关键接触参数的优化设置,实现非线性分析收敛。最后,开展三种紧固扭角情况下的多组标定实验。本研究通过设计分析与标定实验的对比结果表明,各情况下止锁力的设计分析值与标定均值的偏差在10%以内,设计分析方法有效可靠。本研究最终确定临床应用的紧固扭角为10°,额定扭矩为2.8 N·mm。综上,本文所得关键数据可用于新型正畸装置的临床方案设计和后续机械优化,研究方法可为包含SMA材料的医疗器械受力分析提供有益参考。

摘要：为解决计算密集型应用的终端物联网用户设备微电池能量难题,研究绿色可再生能量收集技术和双重构智能反射面技术赋能边缘计算,构建双智能反射面辅助的绿色物联网边缘计算系统,有效延长终端物联网用户设备计算寿命,提高系统计算吞吐量。首先,建立双智能反射面辅助的多用户级联衰落信道模型,建立绿色可再生能量收集的多时隙随机到达模型,建模物联网终端设备的能量供需因果约束条件。其次,以系统计算吞吐量最大化为准则,建模终端设备本地计算速率、边缘计算卸载功率、智能反射面相位的联合优化设计问题;该设计问题隶属一类复杂的非凸优化问题。为此,采用轻量级的多阶段优化技术,快速迭代设计本地计算、计算卸载、智能反射面相移等变量,完成绿色物联网边缘计算系统设计。实验结果表明,在较少的系统计算时间下,本文所提方案与基于半定松弛算法的性能增益相当,且优于已有的基准方案。

摘要：本文研究基于无线供电的空中计算系统,其能量发射器采用能量波束形成技术为多个低功耗传感器提供能源,基于无线多址接入信号叠加的空中计算原理,传感器将感知数据同时传输至无线接入点,无线接入点应用接收滤波技术直接完成感测数据的函数值计算。本文考虑一个先采能后感知再传输的工作协议,建模满足传感器能量收集约束条件和计算均方误差约束条件的能量发射器发射能量最小化问题,以及对能量发射器的能量波束形成向量、无线接入点的接收波束形成向量和传感器终端的发射系数进行联合优化。由于复杂的变量耦合性,基于发射能量最小化的空中计算系统设计问题属于一类非凸优化问题。为降低计算复杂度,本文提出一种交替优化求取次优解的方案。仿真结果表明该设计方案具有快速收敛性和优越性。

摘要：蛋白质药物具有作用机制清晰、作用特异性强、不良反应少等优势,临床应用前景巨大。蛋白质的稳定性是蛋白质药物的一项非常重要的指标,对于其成药性、安全性和有效性都至关重要。近年来,人工智能辅助的蛋白质改造工程逐渐发展成为一种高效的蛋白质分子设计新策略,并被广泛应用于蛋白质稳定性预测、药物设计和抗体优化等方面。本文介绍主要的人工智能辅助的蛋白质稳定性优化方法,讨论不同种类优化方法的优劣及其在蛋白质药物设计和优化中的应用,探讨人工智能在蛋白质稳定性设计中的挑战和前景,以期为研究者们开发更稳定、更高效的蛋白质药物提供新的思路。