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第49卷,第6期
刊出日期:2021年06月
  • 人工智能及自动化
  • 尹泉, 李海春, 罗慧, 邱鹏 doi: 10.13245/j.hust.210612 P1-6 在线阅读 下载(3 MB)
    提出了一种基于网侧输入电流比例反馈的无电解电容驱动系统谐振抑制策略,通过对电感电容谐振产生机理的分析,建立了驱动系统小信号模型.在分析不同反馈控制变量、不同控制律下的谐振抑制效果的基础上,选择电网电流比例作为最优反馈控制方式.直接从电网电流中提取谐振分量,计算阻尼电流,采用电压注入方式实现有源阻尼控制.实验结果表明:所提出的方法能有效抑制电网电流中的电感电容谐振现象,驱动系统网侧输入功率因数高达0.989,输入电流谐波满足EN61000-3-2谐波标准.
  • 曹浪财, 许日东 doi: 10.13245/j.hust.210602 P7-12 在线阅读 下载(1.72 MB)
    为了解决多因子进化算法(MFEA)局部搜索能力不足的缺陷,提出将基于拟牛顿方法的自学习策略嵌入到MFEA中.结合MFEA的特性,设计了三种类型的嵌入策略,并应用于多任务优化问题的求解.结果表明:嵌入式MFEA的性能远优于同样基于拟牛顿方法改进的自适应模因多因子进化算法(AMA-MFEA);在相同迭代次数的条件下,完全子代嵌入可以发挥最好的效果;在相同优化时间的约束下,随机抽样嵌入最为有效.
  • 黄金花, 王聪, 刘继清 doi: 10.13245/j.hust.210603 P13-18 在线阅读 下载(942.96 KB)
    为了规避求解线性规划问题时存在的一系列不足(如受原始退化影响、迭代次数随规模大幅增长、占用中央处理器时间长等),提出了一种处理一般线性规划问题的新对偶原始算法(NDPA),即采用求解一系列无约束最小二乘问题获得残差,确定搜索方向,而不是通过经典非线性优化算法来处理约束最小二乘问题.通过随机生成的线性规划问题试验,初步证明NDPA在迭代次数和计算时间上相较修正后单纯形法具有较大优越性,且NDPA在运行时间上对于修正后单纯形法的优势随测试问题规模的增大而增强,符合对NDPA的期望.当问题规模等于200时,其计算时间可减少约48.87%.
  • 杜中州, 王丹丹, 孙毅, 崔艳英 doi: 10.13245/j.hust.210604 P19-25 在线阅读 下载(6.23 MB)
    提出了二维磁场激励下磁纳米粒子(MNPs)的谐波分布模型,分析了特征参数对磁化响应谐波分布的影响.首先,基于郎之万顺磁定理构建了二维磁场激励下的MNPs非线性磁化响应谐波分布模型;然后系统研究了平行/垂直磁场激励下的磁化响应谐波信息分布特征,以及MNPs物理特征参数和系统参数对谐波信息分布的影响.结果表明:二维磁场激励下,x轴和y轴上的磁化响应奇次谐波和偶次谐波自然分离,直流磁场对磁化谐波幅值具有调控作用,且存在最值点,可为磁纳米温度计中的高精度谐波提取和优化设计提供依据.
  • 张鑫, 张卫华 doi: 10.13245/j.hust.210605 P26-30 在线阅读 下载(1.23 MB)
    为了合理设计快速路合流区主线车道宽度,提高车辆运行安全性,提出了一种合流区主线车道宽度调整方法.首先,基于实测的平均速度和速度标准差数据,结合已有相关研究和车道宽度理论模型,运用统计学方法分别构建了内侧和中间两车道的车道宽度-事故率模型;然后,采用K-均值聚类法分别确定了内侧和中间车道的安全阈值,从而确定了车道宽度调整方法;最后,结合控制变量法分析了车道宽度为5.0 m和车身宽度为2.5 m两种案例.结果表明:在合理限速范围内,车道宽度随着速度增大而增大,车身宽度随着速度增大而减小,且当车身宽度分别不超过3.0 m和3.5 m时,对应的内侧车道和中间车道的安全性相对较高.
  • 计算机科学与技术
  • 徐彦彦, 张逸然, 闫悦菁, 王志恒 doi: 10.13245/j.hust.210606 P31-36 在线阅读 下载(1.24 MB)
    针对传统云环境下的加密域图像检索方案仅考虑使用单个服务器提供检索服务的问题,提出一种基于秘密共享的图像安全检索方案,使用秘密共享技术构建了一个图像安全检索模型.在预处理阶段,图像所有者生成并加密图像索引的多个秘密份额,并将加密后的索引份额与加密图像一起外包给不同的云服务器;在查询阶段,用户生成并加密多个查询陷门,然后将其分别外包到不同的云服务器,云服务器结合安全多方计算技术,实现图像安全检索.实验结果表明该方案能实现较高的检索精度和安全性.
  • 吴皓, 王钰淏, 田国会, 路飞 doi: 10.13245/j.hust.210607 P37-42 在线阅读 下载(1.07 MB)
    为了提高深度度量学习模型训练中的图像检索性能,在度量学习模型SoftTriple的基础上,对损失函数和网络结构进行改进.网络结构改进是在SoftTriple网络结构的基础上引入BNNeck模块;在损失函数设计中,首先添加难例挖掘函数对损失函数进行改进,然后通过使用高阶矩来表征整体特征分布的思路提出了新的损失函数.实验表明在度量学习数据集上的召回率和标准化互信息与改进前相比均有提高.与SoftTriple相比,添加难例挖掘函数实验最高将召回率提高了1.8%,标准化互信息值提高了2.2%;整体特征分布实验最高将召回率提高了0.9%,标准化互信息值提高了0.8%.
  • 贾海蓉, 梅淑琳, 张敏 doi: 10.13245/j.hust.210609 P43-49 在线阅读 下载(2.96 MB)
    为提高语音增强算法消除方向性噪声和抑制混响的能力,结合单、多通道处理信号的优势,提出了双通道神经网络时频掩蔽语音增强算法.首先,利用改进的多分辨率耳蜗动静态特征,结合依据信噪比优化的自适应掩模,对双麦克风信号分别进行单通道神经网络初步语音增强,达到全面利用语音非线性特征改善感知度的目的;其次,提出一种基于自适应掩模方向矢量定位法,精确计算语音、噪声的空间协方差矩阵和方向矢量,在带噪和混响的环境下精确定位目标声源;最后,输入信号到卷积波束形成器中,进一步去噪和抑制混响.实验结果表明:与其他单、多通道语音增强算法相比,重构语音具有更好的语音质量和可懂度.
  • 机械工程
  • 满维伟, 胡泽华, 关先磊, 唐进元 doi: 10.13245/j.hust.210610 P50-55 在线阅读 下载(2.19 MB)
    以某齿轮-转轴-轴承传动系统为对象,考虑齿轮啮合效应、转轴柔性、齿轮和转轴的陀螺效应及支撑轴承,建立了传动系统的有限元节点法动力学模型.通过求解振动控制方程对应的特征值方程得到系统的临界转速,运用数值方法仿真得到齿轮副的动态传动误差和振动加速度等振动响应,基于测试平台对相关振动响应进行实验测量和分析,验证理论分析结果的正确性.结果表明:当齿轮副含较明显的轴频误差激励时,动态传动误差低频特性较为突出,频谱分量主要以轴频响应为主;同时,在啮合频率附近有微弱的高频响应被激励出来,而支撑轴承处的振动位移和振动加速度频谱分量主要以啮合频率及其低倍频为主.理论模型用于分析动态传动误差和振动加速度的共振临界转速时具有较高的有效性,共振波峰出现的转速区域的理论结果与实验结果较为一致.
  • 李可, 李欣欣, 宿磊, 苏文胜 doi: 10.13245/j.hust.210611 P56-61 在线阅读 下载(2.4 MB)
    为解决滚动轴承故障信号信噪比低、故障特征难以提取的问题,提出一种双树复小波分解(DTCWT)与遗传算法(GA)相结合的改进稀疏分解方法.首先,采用双树复小波对轴承振动信号进行分解,并结合峭度最大准则提取包含冲击特征的最优分量,对该分量进行稀疏重构,实现强噪声信号的深度降噪、故障冲击特征的重构;然后,针对稀疏分解在处理高维复杂信号时计算效率低的问题,使用遗传算法优化基于匹配追踪(MP)算法的寻优过程,提升信号的重构效率;最后,提出基于残差信号包络熵的终止准则以合理选取迭代次数.经仿真与实验验证,与传统的稀疏分解相比,该方法能在强噪声背景下自适应地提取故障信号中的冲击特征,实现滚动轴承的故障识别.
  • 丁海港, 刘永状, 赵继云, 曹超 doi: 10.13245/j.hust.210601 P62-67 在线阅读 下载(2.98 MB)
    针对液压分流同步精度低的难题,围绕负载偏差和流量变化两大影响因素,从分流元件和同步系统两方面研究了负载敏感变速分流同步的驱动原理.构建了负载敏感变速分流同步驱动系统,改变了分流阀的结构,提出基于“变速分流-偏载补偿-负载敏感”的新型分流原理,建立了新型分流阀和同步系统的仿真模型.仿真结果表明:在变速和时变偏载工况下,新型同步系统的分流精度为-0.23%~0.14%,位置精度为0.14%~1.54%,均远高于传统的同步系统.从原理性误差补偿的角度提高了分流阀及其同步系统抵抗动静偏载和流量变化的能力,实现了高精度、高效率和高可靠性的变速同步驱动,为恶劣工况下的高性能液压同步驱动提供了解决方案.
  • 李德顺, 尉正斌, 郭涛, 赵小荷 doi: 10.13245/j.hust.210613 P68-73 在线阅读 下载(1.94 MB)
    以美国国家可再生能源实验室(NREL) 5 MW机组为研究对象,采用大涡模拟结合致动线模型(LES-ALM)方法,分析下击暴流垂直风剪切条件下风力机尾流的速度特性、湍流特性及转矩特性.结果表明:相比于均匀来流和B类风场风剪切,下击暴流垂直风剪切条件下,风力机尾流轴向速度亏损最大,且尾流轴向恢复最慢,尾流非对称特性更明显;随着尾流向下游发展,三种来流工况下风力机尾流湍流强度的变化均为先增大后减小,且湍流强度最大值(在11D附近,D为风轮直径)均在10%~12%之间;在尾流湍流强度衰减过程中,下击暴流垂直风剪切条件下,风力机尾流湍流强度衰减更快;另外,与均匀来流和B类风场风剪切相比,下击暴流垂直风剪切条件下风力机低速轴转矩均值降低,但其标准差却明显增加,说明低速轴转矩波动幅度增加,进而引起风力机输出功率的波动增大,输出电能质量降低.
  • 船舶与海洋工程
  • 宋科委, 郭春雨, 孙聪, 李平 doi: 10.13245/j.hust.210614 P74-80 在线阅读 下载(2.94 MB)
    以DTMB5415船舶为研究对象,进行了多种尺度、多种工况及多种船体壁面条件下的阻力性能求解,对船体形状因子、兴波阻力及摩擦阻力的尺度效应问题进行了分析,阐述了多种实船阻力性能预报方法存在差异的原因.结果表明:船舶形状因子、兴波阻力都存在明显的尺度效应,模型尺度和实尺度下的差值可达6.5%和11.5%,这是造成外推方法预报得到的实船阻力存在误差的主要原因;船体粗糙度的考量会增大船舶摩擦阻力,并对船体边界层内流动有一定的扰动作用,影响螺旋桨的进流.
  • 吴梓鑫, 陈建挺, 陈伟民 doi: 10.13245/j.hust.210615 P81-85 在线阅读 下载(1.17 MB)
    依据MSC.137 (76)船舶操纵性规范,采用自由自航模方式对一艘标模进行了重复性Z形(±10°/10°,±20°/20°)操纵试验.基于国际拖曳水池会议(ITTC,2017)对于自由自航模试验不确定度分析的推荐指南,对船舶Z形操纵试验进行了不确定度分析,补充细化了ITTC不确定度分析的计算步骤,设计了根据精度限和偏差限的属性区别分析主要影响因素相对不确定度的方法,计算了试验结果总不确定度.结果表明:在95%置信水平下,Z形操纵试验各超越角的不确定度约为1%~3%,重复性试验是影响结果不确定度的主要因素,与ITTC规范相关结论一致,该不确定度分析方法和计算步骤可为其他船舶运动不确定度分析提供参考.
  • 赵所, 李震, 侯中喜, 张大为 doi: 10.13245/j.hust.210616 P86-91 在线阅读 下载(2.2 MB)
    为了解决舰尾流场对舰载机着舰的干扰问题,首先,建立了舰尾流场模型,并利用综合仿真平台分析了各个尾流分量对全自动着舰的影响;其次,分析了稳态尾流情况下引入高度变化率的补偿对着舰精度的影响;最后,提出了一种基于遗传算法的全自动着舰尾流影响抑制技术.仿真实验表明:优化前的纵向全自动着舰系统高度偏差在-2.3~1.9 m范围内波动,优化后的系统将高度偏差限制在-0.8~0.6 m范围内,提高了流场中舰载机航迹保持能力,增强了系统的鲁棒性.
  • 章文文, 何琳, 徐荣武 doi: 10.13245/j.hust.210617 P92-97 在线阅读 下载(2.03 MB)
    为探究腔深对水中空腔流激振荡的影响,设计了一种可连续调节深度的空腔装置,并在大口径循环水管路系统中开展低速空腔流激振荡实验.基于分别布置在空腔上游、腔底及下游三点传感器的脉动压力测量结果,分析水中空腔流激振荡随腔深的变化特征.结果表明:随着腔深的增加,空腔自持振荡频率有所降低,而振荡幅值有随腔深增大而增大的趋势,腔深对空腔流激振荡的影响主要体现于深长比<1的浅腔流动;同时,空腔深度增加会使得空腔自持振荡更加稳定;可为进一步揭示不可压缩空腔流自持振荡和流激噪声机理提供参考.
  • 土木工程
  • 李杉, 李旺鹏, 唐文水, 卢亦焱 doi: 10.13245/j.hust.210618 P98-102 在线阅读 下载(2.87 MB)
    采用电化学加速试验方法获得216根锈蚀钢筋试件,对锈蚀钢筋试件进行压屈试验,分析钢筋长细比(长度与直径之比)和锈蚀率对锈蚀钢筋压屈应力-应变关系曲线、名义压屈强度等的影响.结果表明:随着质量锈蚀率的增大,锈蚀钢筋名义压屈强度逐渐降低;当长细比≤15时,长细比对锈蚀钢筋名义压屈强度影响不明显;当长细比>15时,长细比对锈蚀钢筋名义压屈强度影响显著.锈蚀钢筋名义压屈应力-应变曲线表现出三种形态特征,根据三种曲线特征建立了锈蚀钢筋名义压屈应力-应变本构关系的统一模型,提出了考虑长细比与质量锈蚀率影响的锈蚀钢筋名义压屈强度计算公式,计算值与试验结果符合较好.
  • 朱俊涛, 侯晶强, 王新玲, 李可 doi: 10.13245/j.hust.210619 P103-108 在线阅读 下载(2.48 MB)
    为进一步探究高强钢绞线网与水泥基复合材料(ECC)的黏结滑移关系,通过高强钢绞线网在ECC内部黏结滑移微观机理分析,充分考虑钢绞线直径对其黏结滑移曲线初始切线刚度的影响,引入损伤力学理论对现有钢绞线网与ECC黏结滑移模型进行了修正.经模型验证,分析表明修正后模型计算结果与试验结果符合良好,尤其是上升段具有更好的精确性.此外,将修正后模型引入到有限元模拟分析中,采用ABAQUS软件中的Spring-2非线性弹簧单元来模拟高强钢绞线网与ECC的黏结滑移特性,对高强钢绞线网与ECC拉拔试验进行有限元模拟分析.结果表明:数值分析结果与试验结果符合良好,进一步验证了模型的精确性,以及数值分析方法的可行性和适用性.
  • 郑山锁, 郑跃, 刘华, 张艺博 doi: 10.13245/j.hust.210620 P109-115 在线阅读 下载(2.43 MB)
    为研究近海环境中钢筋混凝土(RC)框架节点的抗震性能,设计了4榀RC框架中节点试件,采用人工气候环境加速腐蚀模拟技术对其进行氯盐侵蚀,进而进行拟静力试验,分析氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀对RC框架节点承载能力、变形能力及核心区剪切性能的影响;同时,采用OpenSees中Joint2D单元模拟节点核心区,用弹性杆单元模拟梁、柱,建立了锈蚀RC框架节点组合体数值模型,对锈蚀RC框架节点的滞回特性进行了数值模拟.结果表明:在氯盐侵蚀作用下,试件表面出现红褐色锈蚀产物与锈胀裂缝,且随氯盐侵蚀程度增加该现象不断加重;随着钢筋锈蚀程度加重,试件承载能力、变形能力、延性、核心区抗剪性能等均有不同程度退化;模拟结果与试验结果在承载力、变形能力、捏缩特性等方面均符合较好,验证了该建模方法的准确性.
  • 徐港, 张萌, 张瑞, 王青 doi: 10.13245/j.hust.210621 P116-120 在线阅读 下载(2.33 MB)
    以水泥基材料锈胀开裂过程中释放的应力波为对象,对保护层胀裂阶段进行声发射信号特征提取.采用参数分析、小波分析、双谱分析对采集到的声发射信号进行处理.研究发现:累计计数曲线出现陡增的起点,可视为保护层出现锈胀裂缝的信号;在试件锈蚀期间双谱熵值(BIE)的减小可作为保护层开裂的前兆;非高斯性强度(NGI)中的两个极值点可分别作为保护层内裂和表面出现宏观裂缝的标志;采用声发射技术可以有效地监测到保护层锈胀开裂全过程.
  • 陈国, 吴静, 谈闯, 于云飞 doi: 10.13245/j.hust.210622 P121-126 在线阅读 下载(1.68 MB)
    为研究竹集成材(LBL)钉节点顺纹向受力时的承载性能、变形特性和破坏机理,对125个钉节点双面剪切试件进行了单调静力加载破坏性试验,研究参数包括钉直径、列数和行数.试件的破坏主要有钉帽下部的竹材局部压屈、销槽承压破坏、双铰破坏及LBL劈裂破坏.钉节点的抗剪承载力随钉子直径、列数和排数的增加而增大,但群钉节点的承载力明显小于单钉节点的承载力之和.提出并验证了群钉节点的有效钉子数量和销槽承压有效长度系数计算公式,对比分析了4种常见的屈服点确定方法,结果表明5%钉直径偏移法更适合预测LBL钉节点的屈服荷载.
  • 王作虎, 陈振鹏, 姚渊, 高占广 doi: 10.13245/j.hust.210515 P127-132 在线阅读 下载(3.06 MB)
    为研究短槽式石材幕墙面板防高空坠落的措施,对42块短槽式石材幕墙面板的整体性进行了破坏性试验.短槽连接节点采用设计的金属件进行加固,面板背面用玻璃纤维布(GFRP)进行不同粘贴方式的加固.试验的破坏结果验证了石材面板短槽连接节点加固的效果,得到了不同GFRP粘贴形式下面板的破坏形态和承载力变化.研究结果表明:所设计的金属件能有效改善石材面板连接节点局部破坏的特征,相对于未使用金属件加固的石材面板,迎风面承载力提高1.08倍,背风面承载力可提高44%;石材面板背面粘贴不同形式GFRP的方法能保证石材面板破坏后的整体性,防止高空坠落,迎风面的承载力提高1.96~2.59倍.
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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