摘要：针对传统焊接电弧数值模拟方法中存在的边界数据实时性不足和仿真模型构建不准确的问题,采用PyFluent协同仿真技术构建了实时电信号数据和复杂机理模型驱动的瞬变钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接电弧数字孪生模型。首先,基于磁流体动力学(MHD)理论,构建TIG焊接电弧孪生机理模块;其次,通过设计PyFluent流程自动化求解策略,融合实时电信号数据与孪生机理模块,获得实时电信号驱动下的焊接过程电弧温度和电流密度动态演变规律;最后,通过物理-孪生数据的对比分析,验证所构建焊接电弧数字孪生模型的高保真性。试验结果表明,孪生机理模型能准确地模拟出焊接电弧的形态特征,实时电信号数据与机理模型驱动的TIG焊接电弧数字孪生模型可实现瞬变焊接电弧的高保真映射,为焊接电弧演变行为研究提供新方法。

摘要：为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖性问题和低密度区域局部模态问题;其次,面向三维轻质夹层板结构声振耦合特性,建立以隔声性能最大化为目标,轻量化体积分数为约束的优化范式;第三,依托阻抗管隔声性能试验场景,对三维夹层板结构有限元数值模型进行拓扑优化设计,并结合阻抗管试验验证方法的准确性和有效性;最后,将所得优化构型与常见夹层板构型的隔声性能进行对比。研究结果表明:采用所提方法可获得性能优越的新颖拓扑构型,1100~1300 Hz优化目标频段对应的优化目标隔声性能即传声损失总值从197.62 dB提升到205.09 dB,且数值仿真结果与试验结果吻合良好。在结构同等质量下,优化目标频段拓扑构型的隔声量性能优于常见开孔/闭孔矩形蜂窝状、蜘蛛网状夹层板结构的隔声量性能。

摘要：研究岩体采动力学响应和岩层控制技术对促进煤炭安全高效开采、保障能源稳定供给具有重要意义,是实现煤炭资源科学开采的理论基础。矿山岩体灾害(围岩变形、冲击地压等)频发,其形成-演化-发生全过程与采动力演化分布、岩层运动、开采扰动和能量演化密切相关。基于实用矿山压力控制理论,提出并阐述了采场岩层控制进展与控制准则,建立了定量分析的力学模型和设计方法,发展了针对性的岩体灾害控制技术,并创新研制了配套试验研究装备。采动力学与岩层控制理论将岩层控制分为采场岩层控制和巷道围岩控制;提出控制或利用采动岩层运动改变致灾条件,给出“给定变形”和“限定变形”准则;调控“3S”因素准则(围岩应力环境、围岩结构属性、围岩支护结构)改变围岩自稳能力。以岩体灾害控制为目标,提出了以“应力主控”为核心的释能主控技术;建立了岩体灾害控制大小原理和弱面判据(安全系数K、冲击危险性系数U);研发了采场矿压机械模拟试验系统、采动力试验系统和蠕变及动力扰动冲击加载试验系统,实现了实验室尺度还原采动力作用下岩体变形-破裂-运动过程,为研究采动力作用下岩体力学响应提供了试验装备;分别从采场岩层控制、地质软岩巷道控制、工程软岩巷道控制及冲击地压控制4个方向进行了工程案例研究,相关研究成果在工程应用中得到了验证。

摘要：针对在动态场景下视觉同步定位与建图(SLAM)鲁棒性差、定位与建图精度易受动态物体干扰的问题,设计一种基于改进DeepLabv3plus与多视图几何的语义视觉SLAM算法。以语义分割网络DeepLabv3plus为基础,采用轻量级卷积网络MobileNetV2进行特征提取,并使用深度可分离卷积代替空洞空间金字塔池化模块中的标准卷积,同时引入注意力机制,提出改进的语义分割网络DeepLabv3plus。将改进后的语义分割网络DeepLabv3plus与多视图几何结合,提出动态点检测方法,以提高视觉SLAM在动态场景下的鲁棒性。在此基础上,构建包含语义信息和几何信息的三维语义静态地图。在TUM数据集上的实验结果表明,与ORB-SLAM2相比,该算法在高动态序列下的绝对轨迹误差的均方根误差值和标准差(SD)值最高分别提升98%和97%。

摘要：虚拟水战略为众多国家和地区面临的水资源分布不均问题提供了可行解决方案,但其具体落实涉及的合作博弈机制还有待深入研究。文中基于委托-代理模型和沙普利值模型,综合考虑实施虚拟水战略的各区域以及上级政府之间的利益协调分配机制,并通过数值模拟验证该利益分配机制的科学性。研究发现,在合作博弈视角下,利用改进的沙普利值模型设计各区域之间的利益分配方式,并将其融入上级政府与区域之间的利益分配契约中,由此设计出的利益分配机制科学且合理。1)上级政府可以充分地激励更多区域联盟实施虚拟水战略,从而实现收益最大化。2)沙普利值的分配方式统筹兼顾了效率与公平,不仅能扩大实施虚拟水战略的区域联盟的规模,还能实现联盟整体收益最大化,有利于高效解决区域间水资源分布不均衡及供需矛盾问题。

摘要：针对老人意外跌倒摔伤无法及时得到救助的问题,设计了一个基于视觉识别和多传感器的跌倒检测系统。系统以树莓派为核心,采用摄像头、传感器、定位模块、心率模块和窄带物联网(NB-IoT)模块采集和传输信息,实现了老人室外和室内跌倒检测。利用阈值检测和支持向量机(SVM)分类的方法提高了跌倒检测的准确率。利用监护App实现了老人状态和位置信息查询功能。实验结果表明:该系统室外和室内跌倒检测正确率分别为92.8%和91.0%。该系统能有效检测老人的跌倒行为并给监护人发送报警信息和定位信息,实现了智能看护老人。

摘要：目的在乡村振兴政策背景扶持下,对湖南省非物质文化遗产桃源木雕进行品牌构建研究与产品实践设计。方法运用文献综述及实地调查法,对桃源县进行调研,分析桃源现存木雕品牌传播现状及不足。通过SPSS因子分析、AHP层次分析法,求出影响桃源木雕传承发展的各项因素,提出文化归属价值、区域经济价值、运营传播价值三大层面的品牌构建概念,建立品牌价值体系,实现木雕品牌化推广。结果研究发现木雕题材、纹样、工艺与品牌购买之间存在正相关关系,木雕色彩、材质、价格与品牌购买之间存在负相关关系,基于此构建“品牌使命(商业理念)+品牌艺术(视觉可视)+品牌增权(用户参与)”的新型模式,进行品牌化应用设计与推广。结论木雕品牌化构建与推广,能树立桃源木雕品牌形象,驱动省内地区特色非遗传播,为湖南省非遗传承打下坚实基础,并以此促进农村经济与产业的发展。

摘要：糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病在发病过程中影响视网膜的症状。针对模型下采样过程中特征提取DR图像微动脉瘤等病灶区域信息丢失问题,提出了一种DenseNet融合残差结构的模块。该模块首先连接两个连续的dense block,然后利用残差结构对特征信息求和,并行融合处理特征图像信息,以防止有效特征信息的丢失,最后残差连接两个含有dropout的卷积块,抑制过拟合现象。针对以往卷积操作中未对病变区域的特征图通道加权的问题,提出了一种SeNet融合残差结构的模块。该模块首先连接SeNet,把全局平均池化和全局最大池化的特征信息相加,以提高有效通道信息的利用率,然后通过Conv1×1的残差方式来保证特征图信息的完整性。基于以上两个模块的设计,提出了一种DenseNet和SeNet融合残差结构的DR分类方法。该模型在APTOS2019数据集上的精确度达到89.8%,特异性达到97.0%,在Messidor-2数据集上的精确度达到78.8%,特异性达到91.9%,能够有效地提高视网膜图像病变程度的分类能力。

摘要：针对当前结构力学教学偏重传授学生基础理论与知识,而在专业能力和专业精神培养方面还远远不够的现状,文章从全国大学生结构设计竞赛的视角,提出了通过融合专业知识与创新思维进行结构方案设计,通过数值试验培养学生精益求精的专业精神,通过模型制作与加载试验锻炼学生动手和解决实际问题的能力等,以期共同促进新时代结构力学教学改革与创新,提升高校实践教育教学质量,助力土木工程专业创新人才培养。

摘要：为了探究尾渣固结体充填进入矿坑后的物理力学特征以及尾渣固结体在不同水环境条件下的物理力学特征的变化,以贵州西南某金矿尾渣为研究对象,通过野外调查和采样的手段,设计静态浸泡和动态冲刷实验,采用多功能岩石低渗透仪、万能实验机进行金矿尾渣固结体样品的物理力学实验,利用Origin 2018软件和数理统计等方法,系统研究了金矿尾渣固结体物理力学特征。研究结果表明:在不同养护龄期条件下,养护龄期越长金矿尾渣固结体渗透率越小,单轴抗压强度值越大;在相同养护龄期不同水动力条件下,金矿尾渣固结体单轴抗压强度都出现降低的现象,且静态浸泡实验对固结体单轴抗压强度的影响明显小于动态冲刷。研究结果为金矿尾渣充填开采设计提供技术参数,同时也为充填采矿安全作业提供重要支撑。