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第49卷,第5期
刊出日期:2021年05月
  • 电子与信息工程
  • 赵毅强, 李博文, 马浩诚, 何家骥 doi: 10.13245/j.hust.210501 P1-6 在线阅读 下载(865.24 KB)
    提出一种基于混合特征分析的硬件木马检测方法,该方法首先在时序层级抽象并构建待测电路的控制数据流图,然后利用功能性分析方法建立以低动态翻转率为特征的动态可疑节点集,最终使用静态结构特征匹配方法实现硬件木马的检出.以Trust-Hub中涵盖Basic-RSA,AES和RS232基准电路在内的13种硬件木马为检测对象开展检测实验.实验结果表明:检测结果中硬件木马节点检出率达到100%,假阳性率控制在1.5%以内,检测准确率达到82.5%以上,证明了该检测方法的有效性.
  • 吴让仲, 刘珂, 周峰, 王瑾 doi: 10.13245/j.hust.210502 P7-12 在线阅读 下载(1.72 MB)
    为进一步提高基于发光二极管(LED)室内定位系统的精度,提出一种结合成对编码(PWC)的LED室内定位算法. 通过将性能较好的子载波与性能较差的子载波进行PWC处理,可缓解由系统噪声分布不均造成的载波间信噪比不均衡的问题,从而提高系统的性能,且PWC技术在预编码阶段不增加开销,解码复杂度低.该定位算法利用非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)调制奇载波,然后将调制后的子载波进行PWC处理,在接收端使用接收信号强度(RSS)技术获取位置信息.计算了在确定高度下房间里每个点的定位误差,并与仅基于ACO-OFDM的传统定位算法进行了比较.仿真结果表明:结合PWC技术后系统的总均方根(RMS)误差从0.27 m降低到了0.20 m,优于仅基于ACO-OFDM的传统定位算法.
  • 陈少杰, 高玉平, 时春霖, 尹东山 doi: 10.13245/j.hust.210503 P13-19 在线阅读 下载(1.78 MB)
    为研究利用数字天顶仪(DZT)组网观测开展我国独立自主地球自转参数(ERP)测量技术和服务体系研究中站网的选取对测量精度的影响,以精度衰减因子(DOP)为精度评定指标,通过仿真实验研究分析了不同站点数量和影响空间几何构型的站点跨度及覆盖面积对测量精度的影响.结果表明:站点数量和网形几何强度(站间跨度和覆盖面积)对观测精度的影响具有相关性;测量精度与站间跨度呈中等相关性,与站点覆盖面积呈强相关性,且当站点数量较少时,站点的空间网形结构极大影响测量精度.给出了在备选站点下不同数量的最优方案,可为中国DZT网ERP测量系统网形设计提供参考.
  • 仇启明, 黎海涛, 张昊, 罗佳伟 doi: 10.13245/j.hust.210504 P20-25 在线阅读 下载(1.37 MB)
    为解决航空集群网络(ASNET)利用认知抗干扰频谱接入时会发生信道碰撞从而降低通信性能问题,研究了基于多臂赌博机(MAB)理论的航空认知抗干扰频域信道选择技术.首先,构建航空集群网络抗干扰信道选择MAB博弈模型,给出了准确估算动态集群网络电台数量的算法;然后,基于此先验信息提出碰撞规避(CA)的kl-UCB++抗干扰信道选择策略,并进一步推导出信道碰撞次数的理论上界.仿真结果表明:所提出的CA kl-UCB++抗干扰信道选择策略降低了电台频谱接入的碰撞概率和累积悔值(regret),能够有效提高航空集群网络的频域抗干扰通信性能.
  • 叶杰, 汤广福, 赵成勇 doi: 10.13245/j.hust.210505 P26-31 在线阅读 下载(1.52 MB)
    针对弱电网条件下谐波控制器相位滞后导致的电力有源滤波器振荡问题,提出一种基于电网阻抗识别算法的谐波控制器调度策略.当电网阻抗变大且电压畸变时,首先通过主动谐波注入及Goertzel算法对电网阻抗进行识别,然后根据测量的电网阻抗对谐波控制器进行合理调度,保证系统在控制带宽较低的情况下拥有足够的稳定裕度.为保证调度策略的可靠性并减少主动谐波注入对电网产生的影响,设计了详细的谐波注入规则及系统运行规则.最后通过物理实验平台上的实验验证了控制策略的可行性与有效性.
  • 船舶与机械工程
  • 姜宜辰, 李永坤, 王晴, 张桂勇 doi: 10.13245/j.hust.210506 P32-37 在线阅读 下载(3.11 MB)
    针对水下航行体围壳和尾翼对流场产生的扰动显著降低螺旋桨推进效率且增加螺旋桨噪声的问题,采用计算流体力学方法对水下航行体周围黏性流场进行模拟,以揭示围壳和尾翼位置对桨盘面伴流场的影响机理及规律,为优化附体布置提供理论支撑.研究结果表明:附体尾流和角区马蹄涡会随着艇体流入桨盘面,影响桨盘面伴流场质量;围壳前移会增加尾流恢复和马蹄涡耗散的距离,利于桨盘面伴流场均匀度的提高;尾翼位置对伴流场的影响更为显著,尾翼后移会减小垂直和水平翼间的距离,促使相邻尾翼马蹄涡融合;当尾翼与桨盘面距离小于临界值时,桨盘面上尾翼马蹄涡控制的核心区均匀性会急剧恶化;随着尾翼后移,其遭遇来流速度减小,桨盘面内半径的湍流强度减小.
  • 屈铎, 苏永生, 唐宇航 doi: 10.13245/j.hust.210507 P38-43 在线阅读 下载(4.35 MB)
    针对翼型绕流产生的湍流边界层脉动压力激励结构振动易引起流激噪声的问题,设计了三种不同尾缘(尖锐型、方型和鱼尾型)结构的翼型,采用大涡模拟(LES)和声振理论计算了其流场和声场,并在水洞中开展了声振特性实验研究,得到了不同攻角下各翼型的声振特性:各翼型的振动加速度总级和总声压级均随着攻角的增大而增大,其频谱曲线除峰值点外基本上随着频率的增大而减小.数值计算和实验结果均表明:尖锐尾缘翼型的振动和噪声最大,鱼尾型尾缘翼型的较小,可为水下航行器翼型的声学设计提供理论指导.
  • 师长, 陈云赛, 黄礼敏, 段文洋 doi: 10.13245/j.hust.210508 P44-49 在线阅读 下载(2.53 MB)
    针对失事航天器入水砰击过程中水动力系数求解精度较低的问题,基于流体体积(VOF)多相流模型和自然空化条件建立了复杂结构物高速入水砰击数值模型,模拟圆柱体入水砰击过程,对砰击荷载、阻力系数、速度和加速度变化规律进行预报,并将数值模拟结果与试验结果进行了精度对比,验证了本研究方法的精确性.在此基础上以典型航天器为研究对象,分析砰击速度和航天器密度对其砰击荷载和水动力系数的影响.研究结果表明:航天器残骸的砰击速度和密度对其阻力系数影响较小,阻力系数稳定值约为0.35;航天器残骸的砰击荷载峰值随砰击速度的增加而增加.
  • 徐海祥, 龙泽升, 冯辉 doi: 10.13245/j.hust.210509 P50-55 在线阅读 下载(1.79 MB)
    针对船舶智能航行场景复杂以及获取的图像信息中障碍物尺度变化较大的问题,提出一种基于YOLO (you only look once)算法的多尺度目标检测算法.首先设计了一种自适应特征融合模块,使得用于检测的特征图具有各尺度的强语义信息;然后设计了新的损失函数,以缓解样本分布不均匀问题,优化训练过程;最后通过水面图像仿真实验表明:该算法在多尺度检测上优势明显,既提高了目标检测精度,尤其是小目标的精度提升了34%左右,又未明显增加推理时间和参数量,具有高实时性.
  • 张朋成, 彭斌, 马捷 doi: 10.13245/j.hust.210510 P56-61 在线阅读 下载(1.3 MB)
    通过将渐变壁厚涡旋模型和变截面涡旋模型相结合,尝试建立一种兼顾两者优点的变截面涡旋模型.给出不同极径的代数螺线相互替代的充要条件,阐述建立基线的基本条件,论述型线的生成方法,推导出型线的一般方程,建立一种由代数螺线组成的新型变截面涡旋机械.给出建立几何模型的快捷方法,根据不同的要求可以快速建立一系列代数螺线变截面涡旋模型,减少建立变截面涡旋模型的计算量.研究结果表明:在相同极径、终端展角、偏心距和齿高的情况下,新型代数螺线变截面涡旋模型的排气量比圆渐开线等壁厚涡旋模型提高了21%,且以较少圈数即可实现高压缩比.
  • 土木与水电工程
  • 周旺保, 吴凌旭, 张云泰, 冯玉林 doi: 10.13245/j.hust.210511 P62-66 在线阅读 下载(2.03 MB)
    为研究多层梁系统在任意移动荷载列作用下的动力响应,基于有限傅里叶变换,提出一种求解移动荷载列作用下多层梁系统动力响应的解析计算方法.利用本研究的解析计算方法分析了梁的抗弯刚度、层间阻尼及层间刚度对一跨长32 m的梁-轨系统动力响应的影响,分析结果表明:改变轨道抗弯刚度、层间刚度或层间阻尼对主梁跨中动力响应的影响可以忽略;随着轨道抗弯刚度、层间刚度或层间阻尼的增大,轨道的跨中动力响应都缓慢减小;随着主梁抗弯刚度的增大,轨道及主梁的跨中动力响应均显著减小.
  • 高睿, 邓畅, 蔡桦, 石知政 doi: 10.13245/j.hust.210512 P67-73 在线阅读 下载(1.84 MB)
    为探究钻孔压灌桩桩土接触面的微观结构特性,通过室内正交模型试验法,对不同水泥浆液压灌压力、水灰比、土体干密度和含水率下桩土接触面孔隙结构的扫描电镜(SEM)图像进行定性和定量分析,研究了桩土接触面的毛刺现象和孔隙微观结构参数随试验因素变化的规律.研究结果表明:毛刺现象客观存在且由桩土共同作用产生;压灌压力对试验影响最显著,干密度次之,水灰比和含水率影响较小;适当增大压灌压力和提高土体干密度可加强水泥浆液渗透及其三维网状水化产物的填充效果,降低桩土接触面土体孔隙率及孔隙数量,减弱孔隙定向性,并增加微观结构复杂程度,最终加强桩土相互作用效果及整体性,增大桩侧摩阻力.
  • 王振波, 韩硕, 孙鹏, 韩宇栋 doi: 10.13245/j.hust.210513 P74-79 在线阅读 下载(3.84 MB)
    为利用玄武岩纤维的高强度、高熔点特性来提升高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的高温力学性能,试验测试了混杂玄武岩-聚乙烯醇(PVA)纤维和单掺PVA纤维ECC从常温至400 ℃的抗压和抗弯力学性能,并结合扫描电镜(SEM)观察不同温度后的材料微观结构变化.结果表明:混杂纤维ECC的高温后抗压强度较常温有所提升,其高温后抗压韧性优于单掺纤维体系;随着温度升高,混杂纤维ECC的高温后峰值荷载和极限挠度下降速率要低于PVA纤维延性材料,但400 ℃时仍表现为显著的脆性破坏;PVA纤维熔化和纤维-基材界面性能退化是造成混杂纤维ECC高温力学性能下降的主要原因.
  • 陈宗平, 许瑞天, 陈建佳, 王成 doi: 10.13245/j.hust.210514 P80-85 在线阅读 下载(1.93 MB)
    为揭示高温喷水冷却后钢管高强混凝土的轴压性能,以历经温度、冷却方式、恒温时长和混凝土强度等级为变化参数,设计了20个钢管高强混凝土短柱试件,进行高温喷水冷却后的静力单调轴心受压试验.观察高温喷水冷却后试件及试块的表观变化和破坏形态,分析各变化参数对高温喷水冷却后钢管高强混凝土轴压性能的影响规律,给出了极限承载力计算公式.研究结果表明:随着历经温度的升高,钢管试件表观由浅褐色转变为黑色,试块由青色转变为灰白色;钢管试件极限承载力先升高后降低,而试块承载力逐步降低;钢管试件的力学性能指标随恒温时长的增加呈波动式增长的变化趋势;喷水冷却可以提高试件的力学性能;混凝土强度等级越高的试件力学性能指标表现越好;基于中国规范提出的高温喷水冷却后钢管高强混凝土柱轴压极限承载力计算公式有较好的适用性.
  • 葛培, 黄炜, 权文立, 郭余婷 doi: 10.13245/j.hust.210516 P86-91 在线阅读 下载(1.12 MB)
    通过试验研究了水灰比、骨料类型和再生骨料混杂比例对混凝土抗压强度的影响.通过对混凝土Bolomey抗压强度计算模型进行修正,建立了混杂再生骨料混凝土抗压强度计算模型.研究结果表明:不同骨料类型混凝土的抗压强度均随着水灰比的减小而增大;再生砖骨料混凝土在不同水灰比条件下相比天然骨料混凝土强度降低幅度在15.43%~38.34%之间;再生混凝土骨料混凝土在不同水灰比条件下相比天然骨料混凝土强度降低幅度在1.20%~15.81%之间;随着再生砖骨料在混杂骨料中取代率的增加,混杂再生骨料混凝土的抗压强度逐渐降低.建立的再生骨料混杂比例预测模型可以根据混杂再生骨料的吸水率确定再生砖骨料所占的质量比;建立的混杂再生骨料混凝土抗压强度计算模型计算误差在5%以内,计算精度较高,可为混杂再生骨料混凝土配合比设计提供参考.
  • 黄维, 陶亚坤, 刘清秉, 项伟 doi: 10.13245/j.hust.210517 P92-97 在线阅读 下载(1.88 MB)
    为研究伊犁黄土抗拉强度变化特征及拉张裂缝形成过程,采用自行研制的土体拉伸强度测定仪,并借助粒子图像测速(PIV)系统、核磁共振(NMR)技术及扫描电镜(SEM),对不同干密度、不同含水率的伊犁重塑黄土进行室内试验.结果表明:重塑黄土抗拉强度与含水率和干密度密切相关,随着含水率的下降,黄土抗拉强度呈上升趋势,且存在一个界限含水率wc=18%(塑限含水率附近).NMR和SEM试验分别从水分赋存形态及微观结构角度揭示了含水率变化对伊犁黄土抗拉强度的影响机制.当含水率高于wc时,含水率降低对应毛细自由水的大量脱失,此阶段基质吸力的提高和少量黏粒的凝聚促使抗拉强度缓慢增加;当含水率小于等于wc时,结合水的迅速降低导致黄土中大量黏粒凝聚,重新胶结了黄土颗粒,部分填充了孔隙,且水膜物化作用力增强,从而促使抗拉强度的迅速提升.
  • 刘宁, 黄义雄, 蔡炜, 陈坤 doi: 10.13245/j.hust.210518 P98-103 在线阅读 下载(2.51 MB)
    为研究三孔平行通风隧道的开挖对围岩和地表沉降的影响,依托贵阳地铁车站新型通风结构品字形隧道工程,结合理论推导和数值模拟,分析三孔隧道的最小安全距离和合理布置方式,以及由不同隧道开挖长度产生的围岩应力和地表竖向位移.结果表明:最大直径为9 m的品字形三孔隧道的最小间距为10 m;开挖长度5~20 m对地表沉降变化几乎无影响;随着三孔隧道依次开挖,呈现出地表沉降变化率增大的递进式影响.分析了开挖小净距三孔品字形隧道的实际可行性,将模拟数据与现场监测数据进行对比,验证了本模型数据分析的准确性.
  • 李扬, 方昊天, 蔡元奇, 张晋 doi: 10.13245/j.hust.210519 P104-109 在线阅读 下载(2.64 MB)
    利用自主研发的超低温力学加载试验设备,分别实现对钢筋混凝土受弯和轴拉试件同步施加力以及在0~-165 ℃范围内的降温作用.研究钢筋混凝土在超低温作用下的抗拉刚度和抗弯刚度随温度的变化规律,以及混凝土与钢筋在超低温条件下因线膨胀系数差异引起的约束内力发展情况.研究结果表明:在0~-100 ℃内,轴拉试件的抗拉刚度和受弯试件的抗弯刚度变化趋势相似,随温度降低呈非线性增长趋势,在低于-100 ℃后,两种刚度趋于稳定;随着温度下降,混凝土和钢筋热变形差异会越发显著,并导致在钢筋中产生不可忽略的约束应力,当试件从常温下降到-100 ℃以下时,其内部的钢筋约束应力更加显著,在设计中应予以重视.
  • 高晓峰, 伍鹤皋, 喻鹏, 傅丹 doi: 10.13245/j.hust.210520 P110-115 在线阅读 下载(2.56 MB)
    基于钢蜗壳预热膨胀特性,提出水电站预热膨胀蜗壳埋设方式.结合一实际工程充水保压蜗壳结构,采用理论分析及有限单元法,针对完整施工和运行周期,围绕钢蜗壳初始变形、间隙演变及外包混凝土受力特性等方面进行研究,对钢蜗壳预热膨胀与充水保压的替代关系进行分析.结果表明:预热膨胀埋设方式能够产生与充水保压同等量级的变形,但变形规律具有明显的差异;预热膨胀埋设方式降低了运行期蜗壳外包混凝土承载比,改善了混凝土应力状态,且预热膨胀温度越高混凝土承载比越小,说明在混凝土受力状态的角度上,该方式能够实现充水保压埋设方式相似的效果;在运行期混凝土应力水平的角度上,对于本研究对象,预热膨胀温度取20 ℃时与1.4 MPa保压水头效果相当.
  • 能源与动力工程
  • 肖彪, 刘水, 黄晓明, 张永 doi: 10.13245/j.hust.210521 P116-121 在线阅读 下载(1.95 MB)
    针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的金属双极板的压缩密封结构,提出一套泄漏率理论预测方法.该方法以基于粗糙间隙流动数值分析的泄漏机理模型为基础,耦合了粗糙元微观力学变形特性分析和橡胶垫片宏观力学变形特性分析,由于不依赖任何经验参数,因此可以定量评价各种因素对密封结构密封性能的影响,包括密封材料的长期应力松弛行为.与已有实验研究相比较,所提出的泄漏率预测模型具有较高的精度.根据进一步的计算分析,为维持长期泄漏率在20 mL/s以下,密封结构参数可参考如下方案:双极板粗糙度低于15 μm,硅橡胶平垫片邵氏硬度在50~60范围内,初始压缩率在15%以上.研究结果可为PEMFC密封结构设计提供理论指导.
  • 赵伟国, 郭宝, 亢艳东 doi: 10.13245/j.hust.210522 P122-126 在线阅读 下载(2.37 MB)
    提出一种在叶片工作面布置凸起结构抑制空化发展的方法.选用比转速为32的离心泵作为研究对象,应用剪切应力输运(SST) k-ω湍流模型和Zwart空化模型模拟非定常空化流动,并进行外特性实验.结果表明:计算结果与实验结果符合较好;布置凸起结构后扬程和效率小幅下降,扬程下降在1.5%以内,效率下降在1%以内;凸起结构改变了叶片表面粗糙度,减弱了叶轮流道内近壁面湍动能,有效减少了空化区面积,抑制了空化的发展;布置凸起结构后离心泵内空泡体积明显减少,最大减少量为57.9%;布置凸起结构后叶轮流道内压力脉动主频幅值明显缩小,说明凸起结构对空化诱发的振动、噪声和磨损等也有一定的抑制效果.
  • 李寿图, 李晔, 杨从新, 张根豪 doi: 10.13245/j.hust.210523 P127-132 在线阅读 下载(3.03 MB)
    采用大涡模拟和Ffocws-Williams and Hawkings (FW-H)数值模型预测方法,在雷诺数为1.6×105条件下研究常用和专用垂直轴风力机翼型的单音噪声特性和流场特征.结果表明:翼型单音噪声特征与压力面尾缘处的压力波动关系密切,压力波动频率越大,单音噪声特征越明显;在相同条件下,对称翼型表面压力功率谱密度要高于非对称翼型的功率谱密度,噪声声压级也相对较大;翼型最大相对厚度对压力波动功率谱密度有重要影响,相对厚度越大,表面压力功率谱密度越低,翼型越薄单音噪声特征越明显;翼型最大相对弯度影响单音噪声对应的频率位置,最大相对弯度的位置越靠近尾缘,单音噪声对应的主频率越低.
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
    CN 42-1658/N
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