摘要：弹性超材料是一种具有超常力学和声学性能的人工微结构,具备独特的带隙特性,通过对其带隙的动态调控设计,可以满足航空航天领域中重大装备对减振降噪性能的特定需求.文章基于深度学习开展弹性超材料带隙的逆向设计技术研究.首先,利用深度学习模型在图像处理方面的优势,以像素图像的形式表示单胞结构并将其转换为像素数据,基于参数化曲线描述和膨胀函数运算生成样本构型,并结合两种方法的优缺点,快速生成大量具备带隙特征、多样性好的样本数据;其次,采用条件生成对抗网络进行弹性超材料结构逆向设计,将色散曲线作为样本条件,并利用PatchGAN判别器关注图像区域的误差细节,提升网络对图像细节的处理能力,同时引入新的误差评估标准,提高误差评估的精确度;最后,开展弹性超材料带隙的逆向设计,包括带隙的拓宽、生成和扩增等,通过数值计算得到逆向生成结构的频率响应曲线,结果显示逆向设计弹性超材料弹性波衰减范围与给定带隙区域吻合,验证了逆向设计技术的可靠性,为弹性超材料主动带隙调控提供了一种有效的设计方法.

摘要：针对基于索引调制的正交频分复用(OFDM-IM)技术在索引信息受限于载波激活模式数量和单一信号星座模式的问题,提出一种多模式选择的OFDM索引调制传输方案。该方案通过设计可区分的信号星座,使得模式组内和模式组间相邻星座点之间的欧氏距离相等,从而提升误码率。此外,通过在多模式选择索引调制的索引信息中引入全子载波激活模式,显著提升系统的频谱效率。同时,由于所提方案的子载波激活模式与二进制数字相匹配,系统能够采用低复杂度的对数似然比检测算法,并保持良好的误码率性能。理论分析与仿真结果表明,在加性白高斯噪声信道和瑞利衰落信道下,相较于OFDM-IM、OFDM-SSIM和MMS-OFDM-IM传输方案,所提方案有效提升了频谱效率且保持了良好的误码率。

摘要：餐食外卖配送问题具有订单请求动态到来和餐厅备餐时间不确定等特征,且通常需要在订单到来时以“快速响应”和“秒级决策”的方式进行在线管理.本文针对同时考虑动态订单和随机备餐时间的动态随机餐食外卖配送问题,以最小化交付延迟为目标,建立了基于路径的马尔可夫动态决策模型.基于强化学习中的离线价值逼近算法,将未来事件的影响明确刻画为与决策动作相关的未来期望回报值,同时,设计新订单延迟策略和动态时间缓冲策略加以整合,提出一种有效的在线决策方法进行求解.为快速有效地估计未来期望回报值,定义决策时间、订单服务状态、订单时间松弛和订单时间缓冲为回报值的成本结构的关键特征,并将回报值分解到决策后状态下的每个订单层面来近似.数值实验表明:本文方法能做出即时有效的在线决策,单决策点的平均决策时间为0.04 s;设计的新订单延迟策略和动态时间缓冲策略合理有效.所获得的管理启示可为外卖平台配送运营决策提供借鉴.

摘要：气体绝缘开关设备(GIS)内部放电会导致SF_(6)气体分解出SO_(2)等特征产物,可以根据SO_(2)含量反演放电故障的严重程度。然而,现有的SO_(2)气体传感器在检测精度、制造成本、设备体积、交叉敏感等方面无法兼顾。而且,GIS运行环境温度复杂多变,很容易导致传感器漂移失效。因此,该文设计了一种基于非色散红外(NDIR)原理的双通道SO_(2)检测装置,同时提出了一种基于多项式拟合系数修正的宽范围可迁移温度(0~40℃)补偿方法,可在1 000μL/L量程内实现对SF_(6)背景下SO_(2)的准确检测,平均检测误差小于±2.8%。通过模拟不同强度的SF_(6)气体放电,获得了SO_(2)浓度为27~118μL/L的SF_(6)分解产物。根据气相色谱仪的对标检测结果,所设计的SO_(2)检测装置平均检测误差为±3.8μL/L,证明了该SO_(2)检测装置在GIS放电故障在线监测领域应用的巨大潜力。

摘要：为更为真实地反映多层组合框架结构在中柱移除工况下的抗倒塌性能,设计了考虑周边约束刚度的卧式加载装置,通过静力加载方式研究了1个1/3缩尺的三层组合框架子结构试件的抗力响应、破坏模式、内力分布以及机制抗力发展。试验结果表明:边界约束装置可以有效反映各层外伸梁处逐层递减的轴向约束刚度;各层梁跨中轴力呈现不均匀分布特征,进而导致一层至三层抗力贡献分别占总抗力的43%、37%和20%;空腹效应的存在主要影响悬链线机制的发挥,对梁机制抗力的发展影响相对较小。利用数值分析手段进一步研究了弹性边界约束、失效柱位置以及跨数对多层框架结构抗倒塌性能的影响。分析结果表明:弹性边界约束高估了结构的后期抗力;下部楼层提供抗力随着失效柱位置的向外移动而不断减小,而顶层提供抗力则不断增大;随着梁跨的增多,轴向拉力不断向上部楼层传递,各层组合梁提供的抗力贡献趋于一致。

摘要：精准检测棉花中混杂的小型异纤是保障纱线与织物质量的基础和关键。针对现有算法在棉花小型异纤检测中存在的漏检率高、网络结构复杂等问题,提出一种基于卷积神经网络轻量化的改进单步多框检测器(SSD)的棉花异纤检测方法。首先,通过引入深度可分离卷积、倒残差结构等创新性设计,将SSD算法中原有骨干特征提取网络VGGNet16替换为MobileNetv2网络;然后,对于SSD算法中生成的候选框尺寸与棉花异纤大小不匹配导致棉花背景占比过高,从而引起正负样本不均衡的问题,采用K-means++算法对棉花异纤尺寸进行聚类分析,根据聚类结果修正候选框尺寸。通过算例进行验证,结果显示所提方法在实现模型轻量化的同时有效提升了异纤检测效果和计算效率。

摘要：采用第一性原理计算方法研究了C,Pd元素掺杂及点缺陷MoS_(2)/ZnO异质结的电子结构、光学性质及光催化性能.计算结果表明,本征MoS_(2)/ZnO异质结具有0.66 eV的直接带隙,带边位置呈现Ⅱ型能带排列.掺杂和缺陷可以有效减小MoS_(2)/ZnO异质结的带隙,Pd@Zn为磁性半导体,V_(Mo)和V_(Zn)体系具有磁性半金属特性.掺杂和缺陷使MoS_(2)/ZnO异质结禁带之中出现杂质能级,有利于电子跃迁,吸收范围扩展至红外波段,在可见光范围(500~760 nm)内的光吸收系数提高.本征、掺杂与缺陷MoS_(2)/ZnO异质结体系界面处均存在由ZnO层指向MoS_(2)层的内建电场,促使本征MoS_(2)/ZnO异质结,C@S_(2),Pd@Zn,V_(S1),V_(S2)和V_(O)体系形成直接Z型异质结,促进了光生电子-空穴对的有效分离.异质结的带边电位跨过pH=0和7时的氧化还原电位,表明这些异质结可以在强酸溶液与中性溶液条件下进行氧化还原反应,且载流子具有较强的氧化还原能力.研究结果为基于MoS_(2)/ZnO异质结的设计提供了理论参考.

摘要：泥沙磨损是冲击式水轮机面临的核心问题之一,特别是喷射机构直面高速含沙水流冲击极易磨损破坏,威胁机组安全运行。为深究喷射机构的磨损特性及影响机制,本文基于VOF模型、欧拉-拉格朗日方法及Oka磨损模型,构建了喷射机构的磨损分析模型。结合流动与颗粒运动轨迹分析可知,磨损最严重的位置在喷嘴喉部及喷针尖部,喷嘴喉部呈片状磨损且受迪恩涡对的影响在内侧的磨损范围更大,而喷针尖部主要呈点状磨损。本文选取喷针过渡段直径、喷针角度和喷嘴角度三个喷射机构的关键结构参数开展磨损特性影响机制的研究。结果表明,三个参数对喷嘴和喷针不同区域的磨损特性影响机制不同。其中喷针角度的影响最为显著,且其对磨损特性与水力性能的影响存在互抑性。一定范围内,随喷针过渡段直径的增大,喷针的磨损程度加剧,当过渡段直径增大至接近喷针直径时,针尖的平均磨损率急剧恶化为小直径时的9倍;随喷针角度增大,喷嘴喉部和喷针尖部的磨损程度改善,喷针尖部的平均磨损率最大可降低94.17%,但喷针角度对磨损特性与水力性能的影响存在互抑性;随喷嘴角度增大,可有效抑制喷针过渡段的磨损程度。因此,设计较大的喷针角度,配合较大的喷嘴角度与较小的喷针过渡段直径,可改善喷针的高磨损区与减小整体的磨损范围,并兼顾考虑水力性能的要求,进而可保障机组的高效安全运行。

摘要：采用“自上而下”法设计全木基水凝胶是一种制备功能化材料的新型策略,所得到的材料既保留了水凝胶原始的回弹性,同时又具有良好的力学特性和各向异性,在生物医药、柔性传感、环境保护等领域有着广泛的发展。本文综述了近年来“自上而下”设计全木基水凝胶的研究动向与发展。首先,阐述了“自下而上”和“自上而下”两种设计方法及全木基水凝胶的研究背景;其次,受木材天然结构启发,归纳了“自上而下”设计全木基水凝胶的原理,包括纤维素支架的制备及基质聚合物的选择,探讨了“自上而下”设计全木基水凝胶的前沿应用,包括可穿戴电子器件、骨修复支架、超级电容器及太阳能蒸发器等;最后,针对“自上而下”设计全木基水凝胶现存的挑战进行了总结与展望,建议后续研究着重关注该材料的各向异性、力学性能、普适性及绿色生产等问题,进一步为全木基水凝胶结构设计及前沿应用提供参考。

摘要：在COVID-19疫情环境下,为精准预测不同症状状态的人群人数和区域级别的发展趋势,以SIR传染病模型为基础,基于马尔可夫链预测时空相关的特性,设计了感染人群状态与管控措施相关的K-SIRD传染病预测模型.根据COVID-19疫情人群之间传染性的特征及受距离影响造成有效传染数R e的变化而导致不同的症状状态改变的转移规律,实时精准预测了不同状态的人员人数变化,并根据同一区域人群症状状态分布情况不同,针对不同级别的区域采用不同等级的管控措施.