摘要：针对圣加旺水电站层状围岩引水隧道工程,设计物理模型相似试验,考虑不同的静荷载、动荷载及围岩倾角,采用LSDYNA分析层状岩体应力波的传播特性及分布特征.通过正交试验分析不同因素对围岩峰值应力及二次平衡应力的敏感性,基于量纲分析建立多因素影响下应力预测模型,确定围岩安全荷载控制范围.结果表明,高地应力条件下隧道围岩存在初始应力集中,动力扰动对应力集中数值的影响显著,应力波波阵面受层理的影响呈不连续分布.动、静载与围岩峰值应力、二次平衡应力呈正线性相关,围岩峰值应力及二次平衡应力随倾角增大呈“∧”型分布,不同因素对围岩峰值应力及二次平衡应力的敏感性顺序均为动载>静载>倾角.当围岩倾角为90°(0°)、75°(15°)、60°(30°)及45°时,静载极限值分别为0.731、0.555、0.479及0.456 MPa,动载极限值分别为0.624、0.523、0.477及0.463 MPa.

摘要：本文主要研究SM4算法的低Toffoli深度以及低T深度的量子电路构造.对于SM4算法的S盒,本文以对其基于塔域分解技术得到的经典实现的重新划分为基础,通过添加量子辅助比特使每部分的Toffoli深度以及T深度达到理论上的最小值.在经典实现的重新划分中,第二部分可视为4比特S盒,本文在基于NCT门集设计其量子电路时,提出了一种Toffoli深度为2的实现方案,该方案仅消耗8个量子辅助比特.针对重新划分中的第二部分基于Clifford+T门集的实现,本文使用基于SAT的搜索算法得到该部分与门深度为2的实现,并基于此设计了其T深度为2的量子电路.上述方法能在仅添加有限量子比特的条件下,有效地降低S盒整体电路的Toffoli深度以及T深度.基于上述方法,本文分别设计了SM4算法S盒Toffoli深度为8以及T深度为4的量子电路.将上述S盒电路应用于SM4算法整体设计中,本文最终分别设计了SM4算法的Toffoli深度为264、T深度为132的量子电路.

摘要：为了研究桥梁常用Q345C结构钢锈蚀损伤后的疲劳性能,开展了Q345C钢材电化学加速锈蚀试验和拉伸疲劳试验,得到了不同锈蚀损伤程度下Q345C钢材的蚀坑深度分布特征和疲劳寿命,给出了50%和97.7%存活率下的S-N曲线,并对不同锈蚀率试件的疲劳断口特征进行了对比分析,通过3D扫描逆向建模并结合ABAQUS/FE-SAFE进行疲劳寿命仿真分析。结果表明:随着锈蚀率的增大,锈蚀区域由点蚀为主向均匀锈蚀为主转变;锈蚀对疲劳性能降低与应力水平有关,低应力水平下锈蚀对疲劳性能的降低尤为显著;未锈蚀试件97.7%存活率的S-N曲线与BS 7608规范接近且略大于钢结构设计规范GB 50017-2003,而锈蚀损伤试件97.7%存活率S-N曲线均低于常用疲劳规范曲线,且200万次等效疲劳强度明显降低;锈蚀试件断口存在明显的疲劳台阶且断裂后塑性变形小,试件的断口裂纹扩展面积比与应力水平和锈蚀率均呈反比;锈蚀试件疲劳寿命仿真结果与试验相比误差最大仅为6.32%。

摘要：鱼类行为与水力因子之间的关系是鱼道结构优化的关键。为了探索鱼类行为与水力因子之间的关系,该研究基于欧拉-拉格朗日智能体方法(eulerian-lagrangian-agent method,ELAM),提出兼顾多种水力因子和鱼类变速游动的鱼类上溯行为预测模型。首先,采用主成分分析方法计算流速、湍动能、涡量和应变率对短须裂腹鱼上溯行为的影响;然后,基于鱼类运动特点构建包含上溯、避障、惯性和随机行为的行为模型;并通过水流速度与鱼类游泳速度的响应关系构建鱼类可变游泳速度模型;最后,利用所提模型在竖缝式鱼道内模拟鱼类上溯轨迹,并对涡量、应变率、湍动能和流速对鱼类上溯行为的影响进行分析。结果表明:模拟特征轨迹与实测特征轨迹误差较小,R^(2)为0.935,模型预测精度较高;涡量在鱼类上溯过程中有关键作用,是确保鱼类上溯方向的关键水力因子。所提上溯鱼类行为预测模型可为鱼道设计和优化提供参考。

摘要：过鱼设施作为恢复鱼类洄游通道的重要生态补偿措施,已广泛应用于水生态保护,然而其过鱼效果尚未达到预期。诱驱鱼技术是提升过鱼设施过鱼效果的关键手段之一。结合近十年的室内与野外实验研究,文章系统阐述了水流、声、光、电、气泡幕及生物因子等对鱼类行为的影响机制及诱驱理论,总结了诱驱鱼技术在过鱼设施中的应用优势与不足,得出结论:(1)鱼类对诱驱鱼因素的行为响应研究逐渐深入,由二维平面发展到三维空间(如由流速到流场、由声强到声场等);(2)诱驱鱼因素对不同鱼类的诱驱效果呈现种属共性和特异性,且不同大小鱼类对诱驱鱼因素也存在行为响应差异;(3)诱驱鱼技术研究对象逐渐由海洋鱼类转向淡水经济鱼类和保护鱼种,研究方法趋向于考虑多因子交互作用对鱼类行为的影响;(4)诱驱鱼技术的效果受多种因素交互影响,包括物种差异、工程布置适应性、运行管理等。未来研究应进一步解析多因子交互作用下的鱼类行为响应机制,优化适应不同过鱼设施运行条件的诱驱鱼设计,推动水生态保护的发展。

摘要：移动专题电子地图（mobile thematic electronic maps, MTEM）是一种以移动设备为显示终端的电子地图系统，在演绎和表达故事空间、创造情感体验等方面具备强大的时空语义构建和表征能力。然而，如何系统化地应用移动电子媒介的形态特征、表达形式和交互方法进行MTEM叙事设计仍然缺乏成熟的方法。本文基于叙事理论提出了一套系统的MTEM叙事设计方法，并设计了适应移动平台特性和满足用户交互需求的叙事结构框架。该框架通过故事编排使用户深度融入地图叙事，利用丰富的媒介元素和多样化叙事节奏设计界面布局以提升信息传达效率，以及根据用户意图设计多层次交互机制以丰富用户体验。最后，本文构建了以苏州水乡为主题的MTEM系统案例，分析验证了叙事框架的可用性和实用性，展示了其在增进用户情感共鸣、提升文化体验方面的巨大潜力。

摘要：物联网(Internet of Things,Io T)领域当前正面临着无法回避且持续存在的网络安全威胁以及设备资源受限的双重挑战.针对前述问题,本文在ASIC(application specific integrated circuit)平台上,利用时序复用与门控时钟技术,设计了一种高效的低面积ZUC算法硬件实现电路.此电路通过确保每个功能模块仅被实例化一次,实现了电路面积的极小化.在S盒的设计上,本文借鉴了塔域分解的思想,并提出了一种算法,用于在有限域F_(2^(n))到有限域F′_(2^(n))之间搜索同构映射矩阵.该算法旨在找到一种同构映射,当它与S盒运算的仿射矩阵及其他相关矩阵相乘后,能够以最少的异或逻辑门数实现映射.基于上述两点,本文所实现的S1-box在面积上与当前AES算法的Sbox相当.在线性变换部分,本文采用了最大距离可分(maximum distance separable,MDS)矩阵拆解的思想,使得整个线性层的实现仅需164个异或门.在加法链的设计上,本文采用了进位存储加法器、32比特加法器、单加数的31比特加法器与中间寄存器的组合.这一设计使得线性反馈移位寄存器层与有限状态自动机层能够共享同一条加法链,从而进一步优化了电路结构.在TSMC 90 nm工艺下综合验证,本文所提出的硬件实现方案在时钟频率为250 MHz时,吞吐率可达2 Gbps,同时面积开销仅为6.67 k GE.与当前主流方案相比,本设计在保持吞吐率不变的前提下,面积开销降低了44%.

摘要：针对异构非线性多智能体系统(Multi-agent system,MAS)的输出一致性控制难题,设计了一种基于同胚分布式控制协议的无模型方法.通过将输出反馈线性化理论与自适应动态规划相结合,可以在不需要精确系统模型的情况下实现非线性智能体的线性化,简化分布式控制器的设计复杂性.具体而言,设计一种双层分布式控制结构,在物理空间层通过无模型反馈线性化方法实现未知系统线性化,在微分同构空间层利用线性控制技术进行分布式共识控制.通过两个实验验证了所提方法在处理未知异构非线性多智能体系统中的有效性,将传统的线性分布式控制方法扩展到未知非线性多智能体系统的控制器设计.

摘要：溏心皮蛋与沙心皮蛋有着各自的口感和味道,均有各自受众,目前只能根据腌制时间来判断是溏心皮蛋还是沙心皮蛋,而这种方法不仅需要丰富的经验且误判比例较高。为了解决这一问题,本文设计了皮蛋红外图像和可见/近红外光谱采集装置,以及配套的溏心皮蛋和沙心皮蛋的分类模型。根据采集到的红外图像数据,在ResNet18网络添加MLCA(Mixed local channel attention)模块,得到的改进模型ResNet_MLCA实现了溏心皮蛋和沙心皮蛋的分类,准确率为95.0%。根据采集到的可见/近红外光谱数据,基于一维卷积设计了一维残差模块用于可见/近红外光谱数据的特征提取和分类,其对溏心皮蛋和沙心皮蛋分类准确率也达到95.0%。为了进一步提高模型检测准确率,将ResNet_MLCA模型所提取的红外图像特征和1D_ResNet所提取的可见/近红外光谱特征进行融合,得到的融合模型ResNet_OP对溏心皮蛋和沙心皮蛋分类准确率达到98.3%。研究成果提供了一种更低计算成本、更高准确率的溏心皮蛋和沙心皮蛋分类模型,对于指导皮蛋生产和提升皮蛋品质具有重要意义。

摘要：为了进一步提高低轨(LEO)卫星拟合精度,探究星历参数设计对于不同轨道高度低轨(LEO)卫星拟合精度的影响:利用全球定位系统(GPS)16、18参数广播星历,对轨道长半轴、偏心率、轨道倾角和近地点幅角进行频谱分析;然后设计分别适用于LEO卫星短期和长期轨道拟合的22、24参数星历;最后采用5颗不同轨道高度卫星实测数据对4种星历拟合方法进行比较分析。结果表明,拟合时长影响拟合收敛的稳定性,对于数十分钟的短期拟合,当拟合时长达到40 min以上时,4种星历参数模型对于实验中各卫星均能稳定收敛,其中24参数星历拟合精度最高,轨道三维方向拟合精度在0.11~0.23 m;对于3 h以上的长期拟合,考虑了轨道长半轴线性变化和角速度加速度的18和24参数星历拟合精度更高,其中24参数星历24 h拟合时长的拟合精度在337.78~583.38 m。