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第41卷,第6期
刊出日期:2013年06月
  • 李斌,刘晓龙,刘红奇,毛新勇 P1-6
    在基于电流信号的铣削力估计中,提出将铣削力的估计分为常值部分与时变部分分开估计的策略.为了实现铣削力动 态波形的精确估计,对实测电流信号和铣削力信号进行了深入的分析,提出采用分频估计的方式进行铣削力波形的估计 .当使用电流进行铣削力估计时,先将电流信号按频率特征分解为不同电流分量,然后分别估计每种电流分量对应的铣 削力分量大小,最后合成铣削力的估计值.不同转速、切深、切宽下的实验表明这种铣削力的估计方法可以很好地对 动态的铣削力进行估计.
  • 王亚洲,胡赤兵,邬再新,刘永平 P7-10
    根据非圆齿轮滚切加工模型,分别推导了工件转角误差和齿条水平移动量误差作用下非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误 差的表达式,给出了考虑上述误差影响时非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误差的计算方法.分别得到了工件转角误差和齿 条水平移动量误差与非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误差的关联规律.对椭圆齿轮实例计算表明:工件转角误差和齿条 水平移动量误差对最小曲率半径附近的齿距偏差影响最大,所有齿距累积误差和为零,节曲线的等高线可代替节曲线来 测量非圆齿轮齿距的齿距角误差.
  • 李晓谦,林森,蒋日鹏,邓静 P11-15
    采用AlTiC作为7050铝合金的细化剂,并在铸造中引入高频超声波,通过比较不同试样表面微观组织的晶粒尺寸以及试 样中Ti和C元素的分布等特征,研究超声波对AlTiC细化剂细晶效果的影响及其作用机理.研究结果表明:施加高频超声 波能够加速TiAl3相的溶解,提高TiC粒子团与铝溶液的润湿性;粗大晶粒的内部存在一个或多个Ti原子偏聚区;而细小 晶粒中Ti原子的偏聚则集中在晶界上,其晶内保持着一个相对较低的质量分数;施加高频超声波能够抑制TiC粒子团间 的融合,减小Ti原子偏聚区的面积以及质量分数,进而提高TiC粒子团的形核能力,使所得的金属凝固组织更为细小、均匀.
  • 易国锋,柳玉起,杜亭 P16-19
    参考板料成形极限图(FLD)试验国家标准,采用不同形状的胀形冲头进行了板料的FLD对比试验.对试验数据分析后发 现:半椭球头形状的冲头相比半球头形状的冲头,其样件的破裂位置更接近中心高点位置;在单向拉伸、平面应变和等 双向拉伸的应力状态下,半椭球头形状的冲头和半球头形状的冲头分别引起板料的应变路径有所差异.分析了应变梯 度对FLD试验的影响规律,指出FLD试验采用半椭球头凸模有利于提高试验的稳定性和精度.
  • 刘冬,王巨智,邹雪城,郭擎 P20-24
    在分析RFID标签芯片系统架构的基础上,设计了一款适用于超高频射频识别标签芯片的基带控制器,以支持ISO 18000 —6 Type C标准协议的RFID标签芯片的设计与实现.该基带控制器从系统架构和关键电路设计两个方面进行低功耗的 系统集成优化设计,工作主时钟频率采用1.28 MHz,解码电路的采样时钟频率采用2.56 MHz,并采用TSMC 0.18μm 工艺 对面积和功耗进行仿真验证和实现评估.仿真结果标明:该基带控制器符合ISO 18000—6 Type C标准协议,芯片面积 0.16 mm2,芯片功耗20.07 μW,能够满足无源射频识别标签芯片的低成本和低功耗的需求.
  • 叶准,张中兆 P25-29
    研究分布式天线系统单小区下行传输时的多用户和速率问题,采用复合衰落信道模型,包括路径损耗、阴影衰落和多径 衰落.利用基于矩生成函数和高斯埃尔米特积分的方法推导了多用户遍历和速率的解析表达式,并通过蒙特卡罗仿真 验证了解析表达式的正确性.提出一种基于模式搜索的传输模式选择算法以确定最佳传输模式,即分布式天线与移动台 之间的配对方式,从而使遍历和速率最大化.提出的传输模式选择算法与基于最小距离的传输模式选择算法相比,可以 达到相近的小区平均遍历和速率,而在特定数量分布式天线单元的情况下,前者目标函数的平均计算次数要小于后者.
  • 姚玉坤,易建琼,任智,温亚迪 P30-36
    针对当前基于网络编码的代表性无线广播重传(NCWBR)策略中,如果一个编码组合包包含了不止一个在某一接收节点丢 失的信息包,就会导致编码包解码失败而丢弃编码包,从而引起分组重传次数增加、网络时延增大等问题.通过不丢弃 解码失败的编码包,从多个这样的编码包中解码出信息包的思路,提出了广播重传中基于多包解码的高效快速网络编码 (MDNCBR)策略,并通过增加“打破交叉关系就重传”的机制进一步提出了MDNCBR的改进方案(IMDNCBR).理论分析和仿 真结果表明:MDNCBR及IMDNCBR策略能有效提高接收节点的解码效率,快速地确定须要重传的信息包,与NCWBR策略相比 能够有效地减少丢失包的重传次数,降低传输时延和网络开销,提高传输性能.
  • 何方敏,李青侠,朱威,李毅 P37-40
    为了解决离散线性反问题中正则化参数选择困难的问题,在Tikhonov正则化方法等效统计模型的基础上,提出了一种自 适应Tikhonov正则化参数估计方法.将正则化参数选择的问题转换为关于被测信号和测量噪声的超参数的统计推断问 题;基于测量噪声潜在的高斯分布特性,可在独立于测量噪声水平的条件下自适应地估计正则化参数.仿真结果表明: 从最大化重建信号后验概率分布的角度来看,自适应Tikhonov正则化参数估计方法计算得到的正则化参数可视为具有 随机分布特性的最佳正则化参数的近似折中,其对应的重建信号准确度接近于最优重建信号的准确度,且收敛速度较 快.
  • 付必涛 P41-44
    提出一种无须任何人工干预和辅助信息点模式匹配算法.先在主辅特征点集中构建不规则三角网,再利用两相邻三角 形组成特征点四元组,两条对角线将四元组划分为四个小三角形,事先计算出四个小三角形之间的面积比,然后以面积 比作为相似性测度来迭代搜索同名四元组,再建立两个点集之间的多项式变换关系.实验表明:该算法计算量小,能自 动实现两个点集之间的粗匹配.
  • 刘晓辉,金志刚,赵安安,卫津津 P45-49
    为了解决传统视觉显著性模型在复杂现实场景中容易失效的问题,提出了一种融合运动和空间关系特性的显著性检测 方法.在颜色对比度的基础上,引入图像中目标的空间深度关系和运动特征.首先建立深度显著性模型,并使之与颜色显 著性融合获得空域显著图;然后通过分析运动矢量得到运动特征显著性,并采用加性融合和乘性融合联合的方式计算出 最终的显著图.实验分析建立在多个立体图像数据库之上,量化评价和视觉观测均表明:本方法可以有效地提取显著性 区域,检测效果优于传统方法.
  • 李轲,刘忠,李翀伦,张国栋 P50-54
    针对传统分水岭算法在处理声纳图像时存在严重的过分割现象,提出一种结合分割前处理和后处理两类方法优点的算 法.首先利用H-min变换技术提取区域极小值和新的标记,对标记后的图像进行分水岭图像分割;然后结合改进适应度 函数的粒子群全局寻优算法,从初分割的小区域中搜索出较为准确的初始聚类中心,利用这个聚类中心和改进目标函数 的模糊C均值聚类算法,再对分割后的小区域聚类,并控制迭代次数,以提高分割速度.实验结果表明:该方法能够有效 消除过分割现象,提高声纳图像处理效果,有效分割率达89%,处理时间提高30%以上.
  • 薛红,赵新杰,王小娟 P55-60
    对轻型分组密码LBlock抗代数旁路攻击安全性进行了评估.给出了LBlock密码算法的代数方程表示方法,使用示波器 采集微控制器ATMEGA324P上的LBlock实现功耗泄露,利用泊松相关系数方法推断加密中间状态汉明重,基于可满足性问 题并转化为代数方程组,同LBlock密码算法代数方程联立,最后使用CryptoMinisat解析器进行方程组求解,成功恢复加 密密钥.实验结果表明:微控制器上的LBlock实现易遭受代数旁路攻击,仅需一条功耗曲线,已知明密文下的3轮汉明重 泄露、未知明密文条件下6轮汉明重泄露分别经2.4 s和0.4 s分析即可恢复80 bit完整密钥.
  • 李明 P61-64
    针对现有调度算法大多没有考虑监控区域内目标发生频率的非均匀性和节点异构的因素,导致无法适应异构无线传感 器网络的特点,提出一种目标非均匀分布条件下K覆盖的异构无线传感器网络调度算法.算法从全网在所有时间片服务 质量和节点能耗的角度建立节点调度模型,综合考虑节点异构和监测目标的非均匀分布等约束条件,以网络覆盖率最大 和工作节点的数量最少为目标,构造非线性优化函数,提出一种控制参数自适应的微分算法求解节点的调度方案.仿真 结果表明:相比典型算法,改进算法能够在满足节点异构和监测目标非均匀分布前提下增强网络的服务质量和降低网 络的能耗.
  • 谢利理,刘丽卓,郑新华,王夙喆 P65-69
    针对飞机防滑刹车控制系统中存在的非线性和不确定性,为了提高飞机防滑刹车系统的制动效率,提出了一种基于 LuGre摩擦模型的飞机防滑刹车滑模控制方法.设计非线性观测器对摩擦模型中的未知状态变量进行识别,对系统参数 进行自适应估计,采用李雅普诺夫方法验证其渐近稳定性.仿真结果表明:该滑模控制方法具有较强的鲁棒性,制动效 率高,改善了传统控制方法的低速段机轮深度打滑现象,刹车效率达90%以上,刹车时间26.5 s,制动距离949 m.
  • 袁赣南,左志丹,曲桂婷,纪红 P70-75
    为了削弱经典滑模变结构控制系统的抖振、简化二阶滑模变结构控制器的计算过程,提出了一个二阶滑模变结构控制 系统的滑模到达条件.运用李雅普诺夫稳定性理论和常微分方程理论,得到了控制系统在该到达条件下的两个结果:系 统相轨迹能实现在有限时间内收敛于滑动模态,控制系统具有较好的鲁棒性.最后通过该到达条件设计了系统的变结构 控制器.仿真结果表明该到达条件能有效抑制系统抖振,并且具有良好的鲁棒性.
  • 陈于涛,陈林根,曾凡明,秦久峰 P76-80
    针对下一代舰船动力平台对自治能力的要求,提出了适用于复杂动力管路系统自治控制的多Agent智能控制结构,将系 统的控制智能分布于单个Agent的结构和多Agent系统的拓扑结构与协作决策机制之中,并依此设计了控制系统.以舰船 冷却水系统为实证研究对象,搭建了以控制器硬件在环仿真为核心的多Agent控制系统试验研究平台,分析了任务切换 和故障恢复中冷却水系统的状态重构过程.试验表明:所设计的智能控制系统能够减少对操作者的依赖,有效地提高 复杂动力管路系统的任务效率和自治控制能力.
  • 孙海涛,熊鹰 P81-85
    采用面元法与有限元法相结合的方法,对复合材料螺旋桨桨叶变形与水动力性能之间的关系进行了研究.利用基于速度 势的低阶面元法对螺旋桨的受力特点进行分析,在此基础上给出复合材料螺旋桨性能提升的原理性说明;假设厚度分布 与拱度分布不发生变化,推导了桨叶变形后螺旋桨几何参数的数学表达式;以某型螺旋桨为对象,利用建立的流固耦合 算法,研究了复合材料螺旋桨桨叶变形特性及变形对水动力性能的影响,并给出了螺旋桨在不同工况下的最佳几何形状 .研究表明:螺旋桨在不同工况下均具有最佳几何形状,相比于刚性桨,处于最佳形状的螺旋桨其效率均有提升,离设计 工况点越远效率提升越明显.
  • 郭春雨,王超,赵大刚,徐贺 P86-89
    为了分析桨轴沉深对螺旋桨水动力性能的影响,采用VOF方法对某型桨在静水状态下、不同沉深时的水动力性能进行了 研究.采用混合网格技术,根据沉深的不同选用不同的计算域模型来进行网格的划分.通过静水中某沉深下螺旋桨推 力系数、转矩系数以及效率的计算结果与实验值的对比,验证了研究结果的正确性.由结果分析得知:随着进速系数的 增大,桨轴沉深对螺旋桨推力系数、转矩系数的影响逐渐减小,而对效率的影响逐渐增大,且螺旋桨对自由液面的抽吸 位置逐渐后移,扰动越来越小.
  • 付明玉,张丽娜,王建琴,扎伊采夫 P90-93
    基于Solidworks 三维实体建模软件建立了全垫升气垫船三维模型,利用ANSYS CFX计算流体力学软件对全垫升气垫船 模型的流场进行数值模拟, 计算得到了不同攻角和漂角下相应的空气动力系数;讨论了攻角及漂角的变化对空气动力 系数的影响.数值结果表明:随着漂角的增大,横向力也增加,漂角达到90°时横向力最大;随着漂角的增大,纵向阻力降 低,漂角为90°时达到0°;漂角继续增加时,纵向阻力为正值,横向力、垂向力增大显著,进而严重影响了全垫升气垫船 航行的稳定性.将模拟计算结果与试验数据进行对比,发现计算值与实验值符合较好,验证了CFX软件在全垫升气垫船 空气动力学模拟中的适用性和可靠性.
  • 李魁彬,王安稳,毛柳伟,付书强 P94-98
    为了快捷地得到变速航行体非定常超空泡形态,探索记忆效应对空泡形态的影响,基于空泡截面独立扩展原理、空泡镜 像闭合模型和航行体动力学方程,利用相对时间轴与绝对时间轴、惯性坐标系与弹体坐标系之间的关系,推导了航行体 在恒定推力下及匀变速情况下自然超空泡形态的解析解,获得了空泡形态的特征量的表达式.利用经验公式,对所得的 惯性运动航行体的空泡形态公式进行了验证;并结合算例分析了射弹和匀变速航行体超空泡的记忆效应,得到了空泡数 、空化器尺寸和加速度对其空泡记忆效应的影响规律:当空泡数越小、空化器半径越大、加速度绝对值越大时,记忆效 应越明显.
  • 李占英,王科俊,梅彦平,徐亮 P99-102
    针对普通的递归神经网络训练过程较复杂,而且存在记忆渐消等问题,提出一种基于回声状态网络的船舶横摇运动预报 方法.该网络将隐层设计成一个巨大的动态记忆库,具有记忆功能,隐层中的神经元在学习过程中不进行权值调整,而 通过线性回归的方式训练网络,使网络记忆功能加强,学习速度加快.运用该网络对某型船舶在海浪遭遇角为90°海况 下的横摇运动进行预报.结果表明:回声状态网络训练简单,加速了网络的训练速度,有更好的记忆性能,以预报60步 为例,回声状态网络和对角递归神经网络预报的均方根误差分别为0.003 9和0.024 9,提高了近8倍,在相同的预报精度 下,回声状态网络的预报时长明显增长,验证了该方法的可行性与有效性.
  • 冯利坡,郑永来,李文峋,邓树新 P103-107
    利用水土压力统一计算理论,将盾构隧道开挖面涉及的水土压力分算参数和合算参数转变为统一参数,该方法可应用于 土层为砂土和黏土的情况,特别适用于土层为黏质粉土及粉质黏土的情况.基于上述计算的统一参数和极限分析上限 法,推导了考虑水压影响的开挖面对数螺旋破坏模式的极限支护压力解析解公式;并利用土层厚度加权平均法,对多层 土体参数和水压力进行了简化分析,从而可将上述解析解公式应用于多层土盾构隧道开挖面稳定性评价中.结合上海 长江隧道实例,利用推导的解析解公式对盾构隧道开挖面极限支护压力进行了计算,并将计算结果与前人研究进行了对 比分析.结果表明:所建立的开挖面对数螺旋破坏模式可应用于盾构隧道开挖面稳定性评价中.
  • 夏冬桃,刘向坤,夏广政,周博儒 P108-112
    选用钢纤维、塑钢纤维和杜拉纤维,在总体积掺率不超过1%条件下,进行了二元或三元混杂纤维增强高性能混凝土的抗压试验、劈拉试验以及带切口梁三点弯曲试验.绘制了荷载挠度曲线以及荷载裂缝开口位移曲线(CMOD),计算得到了混凝土开裂各阶段纤维所贡献的能量吸收值以及等效弯拉强度,对比分析了纤维混杂方式、掺量对混凝土基本力学性能以及峰值荷载后变形性能的影响.研究结果表明:三元混杂纤维混凝土具有较基体混凝土、单掺或二元混杂纤维增强混凝土更优的力学性能和变形性能,弯拉强度最大提高了28%,弯曲韧性试验荷载位移曲线均呈现出明显的应变硬化现象,并表现出优越的裂缝控制能力;当纤维三元混杂且水灰比为0.31时,由0.7%弓形钢纤维、0.19%塑钢纤维与0.11%杜拉纤维混杂制得混凝土样本的强度以及弯曲韧性最优.
  • 曹梦华,朱湖地,王琳玲,陈静 P113-116
    研究了自制微波土壤修复设备对某实际有机氯农药污染场地土壤的修复效果,该微波设备采用四个对称安装磁控管作 为微波发生器,微波腔体中土壤罐采用碳化硅材料,使污染土壤能够快速升温.结果表明:该微波土壤修复设备能够快 速有效地降解实际污染土壤中的滴滴涕(DDT);微波功率和土壤量对污染土壤中DDT的降解效率有较大影响,当微波功 率为4 kW,土壤量为1 kg,辐射30 min时,土壤中总DDT的去除率达到77.6%;与常规加热方式相比,微波加热条件下,土 壤总DDT的去除率提高了了27.4%,这是由于微波加热效率高于常规加热,同时微波可削弱反应过程中的化学键.
  • 姜文超,蒋晖,吴津津,田胜海 P117-121
    为了研究管网腐蚀、管垢对供水管网水质的影响,以28 a DN350无内衬灰口铸铁管为对象开展了腐蚀饮用水管道中水 质变化规律的试验研究.研究表明:腐蚀管道中浊度、总铁等水质指标随水力停留时间的增长而增加,且总铁与浊度呈 良好正相关关系,水中铁质量浓度升高取决于水中悬浮态铁的升高;且以上指标的变化均与水流速度有关,当水流速度 大时,管中水质变化加速;用扫描电子显微镜(SEM)对C市供水管道腐蚀瘤结构进行微观形貌分析,可以将腐蚀瘤分为表 面层、硬壳层和内核层3层;采用能量分散光谱法(EDS)和X荧光光谱仪(XRF)对腐蚀瘤化学成分进行分析,腐蚀瘤主要组 成成分为铁的氧化物,即α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4.以上结果表明:管道腐蚀瘤的物理形态和力学强度易受水力条件 的影响,其腐蚀成分在水流扰动下容易脱落释放,是导致管网水质二次污染的重要原因.
  • 刘益才,李银宾,颜鹏,谢海波 P122-127
    以1/4波长驻波热声热机为研究对象,建立了平行板叠结构回热器以及异形板叠结构回热器的数值模型,采用Fluent软 件分析了这两种结构回热器产生的压力、速度以及流场.研究结果表明:异形板叠结构回热器自激振荡达到饱和所需 的时间比较短,压力幅值比较高;非线性声场的扰动,导致不同时刻回热器冷热两端温度分布不稳定,相比平行板叠结构 回热器,异形板叠结构回热器温度梯度比较小,有利于低品质热源的应用;针对板叠结构回热器,改变平板的结构,有利 于实现热声系统的匹配;异形板叠结构回热器周围的流场明显强于平行板叠结构回热器,有利于流固之间的耦合,提高 了热声转换的效率.
  • 陈展,马勇,张亮,苏国卿 P128-132
    为了有效地利用潮流能,设计了一种适合于中低流速、容易实现大型化的新型潮流能发电转换装置——矩形潮流能水 轮机.基于矩形水轮机的设计,采用数值模拟的方法,分析了密实度、叶片安装摆角、流速等参数对水轮机性能的影响 ,并对叶片间流场扰动进行了研究.结果表明:叶片数(密实度)和叶片安装方式对矩形水轮机的获能特性和推力特性产 生较大影响,通过调节叶片数和安装摆角可以改善水轮机的能量利用效率;来流是影响矩形水轮机工作性能的外在因素 ,在叶片数和安装摆角确定的情况下,来流不仅可以改变矩形水轮机的工作速比区间,而且还直接影响着矩形水轮机的 功率、推力特性;叶片在迎流面和背流面体现出不同的水动力特性,叶片在背流侧的能量捕获能力明显低于在迎流侧的 ,迎流侧叶片对流场的扰动是一种负面效应.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
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