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第44卷,第10期
刊出日期:2016年10月
  • 基于分形多孔介质输运的金属垫片泄漏研究
    黄晓明,姚博,许国良,吕祥奎 p1-5
    引入分形多孔介质理论对金属垫片的泄漏机理进行研究,建立了微孔结构与泄漏特性之间的本构关系式.基于粗糙峰分形接触模型获得了密封载荷与微孔结构几何参数之间的关系,建立了金属垫片泄漏率的理论预测模型,理论预测值与实测值比较符合,从而验证了模型的准确性.进一步分析表明:相较于材料力学特性,垫片表面粗糙特性对泄漏率的影响更为显著,尺度系数的减小可明显改善界面密封特性,而表面分形维数D的影响则较为复杂,当D=1.5时对密封特性最为有利.
  • 强制振荡冷却活塞机油温度对流动形态的影响
    黄荣华,胡蕾,徐昆朋,李进 p6-10
    为了研究强制振荡冷却活塞的活塞冷却机理,用试验和仿真方法对机油流动情况进行了研究.研制了一套机油喷射试验系统,进行机油喷射试验,用试验结果对仿真模型计算结果进行标定,验证了仿真模型的可靠性.用Fluent 软件研究了喷油强制振荡冷却活塞机油在恒定喷油压力、不同油温下的流动形态,分析了油温对机油流动的影响.稳态模拟结果表明:内冷油腔内部存在大量的空化区域;保持喷油压力为0.6 MP,随着机油温度升高,油腔入口质量流量呈折线变化,各工况下,进入内冷油腔的机油质量流量占流场总质量流量百分比都达到了92%以上;保持机油温度为343.15 K,改变喷油压力,当喷油压力大于等于0.25 MPa时,进入内冷油腔的机油质量流量占总流量的百分比均达到了90%以上.
  • 发动机动力舱冷却风扇噪声研究
    蒋炎坤,陈龙灿,刘汉光,王欢 p11-15
    针对小型挖掘机动力舱冷却风扇噪声较大的问题,采用计算流体动力学技术联合无限元的方法对其远场噪声进行分析并改进.基于计算流体动力学方法获得动力舱流场特性,通过流场特性分析得到气动声源;运用Lighthill声类比和无限元法,获得无限大空间的动力舱声场结果;在对原始风扇分析的基础上,重新优选一款新的低噪声风扇,进行计算分析,结果表明可降低风扇噪声1.3 dB.将原机改进前后计算所得远场噪声频谱与试验结果进行对比,其变化趋势基本一致,且实测结果表明:新型风扇噪声得以改善,降低了1.7 dB.
  • 弹性应力对碳钢在海水环境中腐蚀速率的影响
    杨宏启,张崎,李一民,黄一 p16-21
    为了研究船舶与海洋工程结构在载荷和腐蚀环境联合作用下的腐蚀损伤规律,通过电化学测试技术研究了弹性应力对Q235B钢在质量分数为3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、动电位极化曲线、线性极化电阻和电化学阻抗谱的影响规律;同时,利用接触角测量技术研究了弹性应力对金属在腐蚀介质中界面张力的影响.研究结果表明:随着弹性应力的增大,Q235B钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位明显负移,腐蚀速率显著增大,根据电化学测试结果建立了腐蚀速率与应力关系模型;界面张力与接触角随着应力的增大而显著减小,因此可以利用金属材料在环境介质中的界面张力研究力学-化学效应问题.
  • 基于奇异值分解的空间变异地震动模拟
    姚二雷,苗雨,陈超 p22-25
    提出一种新的基于奇异值分解的地震动合成方法.该方法在合成多点地震动时采用复功率谱矩阵的奇异值分解,将复功率谱矩阵分解为一个埃尔米特矩阵与其共轭转置矩阵的乘积.该埃尔米特矩阵及其共轭转置矩阵分别由低阶的左、右特征值矩阵及奇异值平方根组成的矩阵近似表示,这一过程极大地降低了复功率谱矩阵的分解难度.算例验证表明:奇异值分解法既能避免科列斯基分解法及特征正交分解法中不合理元素的出现,又可通过分解矩阵的降维节省大量的存储空间,在保证精度的前提下提高合成效率.地震动合成实例计算分析表明使用该方法可快速高效地生成大量模拟点处的地震动时程.
  • 紧凑型线路风偏及控制研究
    李黎,赵鑫,杨斌,梁泽 p26-30
    为了解决紧凑型输电线路的相间距离较小,容易造成相间闪络、碰线等事故的问题,建立了紧凑型线路的有限元模型,探讨档距、挂点高差、导线张力和风速等因素对线路风偏的影响,拟合了相间最小距离的简化计算公式.研究了相间间隔棒的布置位置和方式对线路风偏的控制作用,并提出了紧凑型线路防治风偏的布置建议. 采用参数化有限元方法,基于VC++和ANSYS,开发了紧凑型线路风偏分析软件,提高了线路风偏的计算效率,为输电线路设计及安全性评估提供了参考.
  • 基于小波多分辨率分析的结构时变参数识别
    王超,朱宏平,吴巧云,艾德米 p31-35
    利用小波多分辨率分析将结构的时变参数在多尺度上展开,截断高频细节成分,仅由展开的低频成分来近似描述时变参数(阻尼和刚度),将结构时变参数识别问题转化为时不变小波系数估计问题.基于Akaike信息准则(AIC)来优化确定各时变参数的小波分解层数.分解的小波系数采用最小二乘求解得到,为减小方程的病态问题,对模型进行Tikhonov正则化,然后重构识别出结构的时变参数.建立了一个三层剪切框架时变结构模型验证该方法的有效性.识别结果表明,该方法可以有效识别结构时变参数,时变刚度比时变阻尼识别效果更好,抗噪性更高.
  • 焊接节点构造细节的低周疲劳试验研究
    黄丽珍,瞿伟廉 p36-40
    为了研究Q235低碳素钢平板对接焊接试件以及十字型承载V型坡口焊接试件的低周疲劳行为,采用等幅应变控制法对24个试件在不同塑性应变幅下的超低周疲劳性能进行了测试,拟合得到了两类焊接构造细节试件的疲劳寿命S-N曲线,并将测试结果与国际焊接协会发布的疲劳设计规程中同类焊接构造细节的S-N曲线进行对比.结果表明:平板对接焊接试件与十字型承载V型坡口焊接试件的裂纹起源不相同;在超低周疲劳范围内,两类焊接材料的损伤破坏主要包括材料延性损伤和循环疲劳损伤,比国际焊接协会中相同疲劳构造细节的高周疲劳寿命S-N曲线预期的疲劳强度更低,表现出更低的疲劳寿命.
  • 梁侧锚固钢板法中钢板受压屈曲特性试验研究
    李凌志,张晓亮,姜常玖,陆洲导 p41-46
    通过对8个钢板局部屈曲受压试件进行轴压及偏压试验,观测了梁侧锚固钢板加固钢筋混凝土梁(BSP梁)中梁侧锚固钢板在不均匀压应力场下的局部屈曲模态,研究了钢板屈曲应力场分布、屈曲承载力、竖向变形能力及屈曲起拱高度随不同螺栓间距、钢板厚度及纵横向加劲肋配置方式的改变规律.试验结果表明:梁侧锚固钢板的屈曲承载力随螺栓间距的减小及钢板厚度的增加而增大,采用减小螺栓间距为更经济有效的方法;配置纵向加劲肋能更有效地改善钢板的屈曲承载力,改善效果随加劲肋截面尺寸的增大而提高;在纵向加劲肋的基础上再配置横向加劲肋对改善抗屈曲性能无明显效果.
  • 装配式混凝土梁柱节点试验及受力性能分析
    高向玲,徐龙标,李杰,曹杨 p47-52
    针对装配式混凝土框架节点的连接方式,进行了现浇节点、型钢连接节点、套筒连接节点以及改进的型钢连接节点在低周反复荷载作用下的力学性能试验.考虑节点域的剪切变形实现了梁柱节点域的剪应力与剪应变关系的数值模拟,提出了一种简化的装配式梁柱节点的数值模拟方法,根据试验结果进行装配式节点核心区等效的混凝土弹性模量和钢筋的屈服强度等参数的识别,从而获得不同连接方式梁柱节点的水平荷载和变形的关系曲线.试验结果表明:改进的型钢连接节点的滞回环更加饱满,极限承载力和耗能能力也是最优的.
  • 基于阶次设计的汽车排气噪声品质运动感调校
    肖生浩,刘志恩,颜伏伍,郑灏 p53-58
    为提升某乘用车急加速排气噪声运动感声品质,针对具有运动感声品质的汽车加速排气阶次噪声频谱特征及其结构实现方法开展研究.以原车加速排气阶次噪声频谱特征为基础,利用穷举法调制出若干声音样本,经主观评价确定运动感排气噪声目标样本;分析其2,4和6阶噪声相较原车变化特征,确定其在频率上的调整方案,再以此为目标对排气系统结构进行改进设计,实现上述频率段上声压级的调校.经实测与主观评价,改进方案的加速排气噪声运动感声品质评分提升至7.4,加速过程声品质运动感特征显著.研究表明:通过排气系统结构设计对阶次噪声频谱特征进行调校,可实现汽车加速排气噪声运动感声品质提升.
  • 可负载均衡的实时虚拟机VCPU调度算法
    余超,秦磊华,周敬利 p59-63
    针对多核环境下的现有实时虚拟机VCPU(virtual CPU)调度算法不能在保证任务可调度的基础上高效地使用CPU资源的问题,提出一种改进的实时虚拟机VCPU调度算法LBP-EDF(基于独立队列的可负载均衡的最早截止时间优先调度算法).该算法采用了独立队列的方式,以避免共享队列带来的竞争开销.同时算法能够识别紧急任务,并通过负载均衡的机制及时地将紧急任务迁移到负载较轻的CPU上执行,在保证任务可调度的基础上,同时达到充分使用CPU资源的目的.实验结果表明:在保证任务可调度的基础上,LBP-EDF较其他算法有更高的CPU利用率.
  • 融合注视点预测和流形学习的显著性目标分割
    曾成,李世其,刘世平,付艳 p64-69
    针对现有显著性分割算法在图像背景复杂时先验知识不够健壮的问题,提出一种融合注视点预测和流形学习的显著性目标分割算法,能有效地对复杂场景中的显著性目标进行分割.该算法通过引入注视点先验知识和提取超像素分割图,预测并粗分割场景中的显著性目标;为了进一步提高显著性分割的性能,利用色彩模型(CIE-Lab)空间的颜色对比度表示超像素的特征;通过基于流形学习的方法对粗分割区域进行显著性优化,提高了分割精度.实验结果表明:在处理复杂图像集过程中,相比其他分割算法,该算法性能提高了21.8%,并且在不同环境下的显著性目标分割的鲁棒性更好.
  • 基于忆阻器蕴含门的逻辑电路综合进化算法
    王潇潇,焦李成,李阳阳 p70-76
    为了减小电路延迟,提出基于忆阻器蕴含门的逻辑电路综合多阶段进化算法(IMP-ELS),求得在工作忆阻器数目取不同值的条件下的脉冲数优化电路.将问题建模为等式约束下的最小化问题,当约束违反降低到一定程度时,通过判别当前最优解与待求函数真值表符合的条件,计算与、或、异或三种余项函数之一,将其作为新的待求函数,启动新一轮进化,从而保证得到电路的可行解;设计蕴含门逻辑电路编码及初始化方法,减少随机初始化种群中的非法解和冗余门.对2~11 bit标准逻辑函数测试结果表明:当工作忆阻器数目由2增大到3时,该算法对82%的测试函数平均脉冲数降低了28%.
  • 基于H∞滤波器的交互多模型算法
    王写,刘妹琴,张森林,樊臻 p77-81
    为了解决在实际情况中噪声的统计特征信息经常残缺甚至完全未知的问题,在量测噪声的协方差未知的前提下,提出了一种方法解决含有马尔可夫参数线性离散系统的估计问题.在交互多模型算法的基础上融合H∞滤波器构造估计器,得到交互过程中必需的噪声统计特征,进而对目标的状态进行估计.该方法不但解决了噪声信息缺失问题,而且保留了交互多模型算法的优异性能.通过与单模型H∞滤波进行比较,试验仿真结果证实了该算法的有效性.
  • 基于操作剖面搜索可疑参数的故障定位方法
    田宇立,李宁,王瑞,李战怀 p82-86
    针对软件故障定位问题,提出一种新型故障定位技术SPRank (可疑参数排名).该方法利用测试数据构建操作剖面模型,并提出输入参数谱度量程序各个参数的可疑度;在此基础上,利用优化的思想搜索程序的可疑参数和与之相关的可疑语句,进一步缩小程序故障的检索范围,从而提升故障定位准确率.实验表明 SPRank方法能有效地提升三种经典高效的故障定位方法的故障定位准确率.
  • 基于单目视觉的移动机器人伺服镇定控制
    刘阳,王忠立,蔡伯根,闻映红 p87-92
    针对轮式移动机器人的单目视觉伺服镇定问题,在深度信息、机器人坐标系与摄像机坐标系间平移参量未知、摄像头光轴具有固定倾角的情况下,建立了移动机器人在摄像机坐标系下的运动模型.针对该模型提出了一种基于平面单应矩阵分解的鲁棒自适应控制方法,保证了误差的全局指数收敛.仿真和实验结果表明:所设计的控制器可以保证移动机器人指数收敛到期望的位姿,同时所设计的鲁棒自适应控制器对参数不确定性具有一定的鲁棒性.
  • 基于直线检测的室内移动机器人视觉定位方法
    周绍磊,吴修振,祁亚辉,公维思 p93-97
    针对室内移动机器人定位问题,提出了基于直线检测的室内移动机器人视觉定位方法.该算法通过Canny算子对图像进行边缘检测,设计自适应霍夫变换检测边缘中的直线,对直线进行平移和旋转变换,求取视场中心点到直线的距离,使用证据推理判断视场中心点是否穿越直线,从而获得机器人的实时坐标.实验结果表明:该算法切实可行,实时性好,定位精度高,具有很强的鲁棒性,很好地解决了室内移动机器人的定位问题.
  • 基于ICA-PCA和Lasso的过程故障诊断
    衷路生,吴秀江,谭畅,龚锦红 p98-102
    为了解决复杂工业过程中变量多,难以判断引起故障的主要异常变量的问题,提出一种基于ICA-PCA(独立成分分析和主成分分析)算法和Lasso(最小绝对收缩和选择算子)回归算法的过程故障检测与诊断的集成模型.首先,建立ICA-PCA模型提取数据的高斯信号和非高斯信号,构造相关统计量实现在线故障检测;然后,基于ICA-PCA模型获得的过程状态及故障信息,进一步构造基于Lasso回归算法的故障诊断模型,实现故障发生时的主要异常变量的定位和选择;最后,利用Matlab进行了TE(田纳西-伊斯曼)过程的数值仿真实验,并与已有故障诊断方法分布式PCA贡献图法进行比较,结果表明所提出的方法是有效的.
  • 船载高频地波雷达的一阶海洋回波分析
    文必洋,周企豪,韩金柱,金丽洁 p103-107
    为了拓宽便携式高频地波雷达(OSMAR-S)的应用场合,提高其海态监测的能力,通过船载雷达系统走航的方式获取大范围的海洋回波信息.利用实测数据中形态多样的一阶海洋回波谱图,分析了海流、风向和雷达探测张角对回波谱的影响,讨论了径向流速和风向信息提取的可行性.研究结果表明:在船沿岸走航的情况下,海流引起回波谱频点的偏移,风向规律地改变谱图的形态,岸基单站雷达的风向模糊问题得以解决;在船四面环海航行的情况下,单个回波频点存在双到达角和风向模糊的问题.
  • 基于FDD-LTE网络的传播模型优化
    许贤泽,郑成林,程文强 p108-112
    研究了无线传播模型的损耗及其优化问题.在现有使用最广的FDD-LTE(频分双工工作模式下的长期演进技术)网络传播模型——COST231-Hata的基础上,依据某待测区域内多场景环境测得数据,采用基于非线性最小二乘拟合方法,对该无线传播模型进行了优化.通过二重抽样方法解决了测量数据分布不均的问题,将校正后模型与实测数据进行仿真对比发现新的参数模型预测与实测数据更为接近,且优化改进后的误差也在可接受参考标准误差范围之内,证实预测的准确性得到显著提升.预测信号强度的误差均值由优化前的10.68 dB•m降低到1.18 dB•m,优化后误差主要分布在0~5 dB•m,优化之前误差主要分布在10~20 dB•m,标准差也由6.79 dB•m降低到3.06 dB•m.
  • 直接旋转CORDIC算法及其高效实现
    姚亚峰,冯中秀,陈朝 p113-118
    针对迭代方式运算的CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法存在着输出延时大、运算速度慢、硬件消耗较多等问题,提出改进的CORDIC算法,将查找表法和传统CORDIC算法相融合,直接用二进制角度值的补码进行旋转计算.首先通过查找表将角度值细化,然后通过数学量化分析,根据细化后的较小角度补码,直接按其位值进行2-i角度的免缩放因子单向旋转,无须根据中间迭代结果判断次级迭代方向,有效减少迭代次数及中间数据处理时间.仿真实验结果表明:16位改进的CORDIC算法能有效输出正余弦值补码,最大时延降低37.5%,寄存器消耗节省47.5%,最高工作频率有所提高,平均误差值也有所减小.
  • 结合局部二元图特征的运动目标阴影抑制方法
    戴璐平,刘海英,郑宽磊 p119-122
    针对基于局部二元图纹理的阴影区分算法不能有效抑制暗阴影边缘的问题,提出了一个结合图像边缘信息的改进方案.当进行阴影抑制时,对不在边缘上的像素直接通过比较前景像素及其相应背景像素的局部二元图纹理值进行区分;否则,以待判定的像素为中心,设定一个滑窗,对滑窗内相同位置的前景像素与背景像素的局部二元图纹理值进行比较,统计滑窗内纹理值相同的像素对的数量.若该数量大于一定的阈值,则判定中心像素为背景像素,否则为目标像素.实验结果表明:改进方案能适应阴影的明暗程度变化,消除仅使用局部二元图时存在的伪阴影边缘,所增加的计算量与阴影区域的大小成比例.
  • 基于共同空间模式的扫视信号特征提取算法
    吕钊,陆雨,周蚌艳,吴小培 p123-127
    为了提高基于眼电图(EOG) 的扫视信号识别正确率,提出了一种基于共同空间模式(CSP)的扫视信号特征提取算法.该算法首先利用事先标注好的标签数据进行CSP空域滤波器设计,并采用联合近似对角化的方法解决多分类问题;在此基础上,使用该滤波器对原始多导联眼动信号进行空域滤波,滤波输出即为扫视信号的特征参数.在实验室环境中使用支持向量机对上、下、左、右四类扫视信号进行识别,所提算法的平均正确率达到了97.7%.实验结果表明基于CSP的扫视信号特征提取算法在眼动信号分析中呈现出良好的分类性能.
  • 利用闪烁直观观察生物大分子三维结构片段
    王攀,何光源,杨广笑 p128-132
    为了克服Rasmol和Jmol等传统工具在局部片段观察方面的缺陷,开发了基于Web利用闪烁直观观察生物大分子三维结构片段的可视化系统.该系统基于Jmol,利用HTML,Javascript,PHP和MySQL等Web相关技术,拓展了闪烁片段设置与观察相关功能.拓展功能主要包括:几乎所有的操作通过用户熟悉、使用方便的网页控件而不是传统工具主要采用的文本命令或顶层(或弹出)菜单来完成;同时显示分子序列文本以及单体编号信息,以便对局部片段定位;通过外观状态在隐藏与显示之间来回循环地切换实现片断闪烁效果;与Word或Phoposhop类似,历史操作状态可以通过列表进行撤销或重做,当前状态可以保存到服务器以便后续研究.该系统在实际应用中对专家和新用户都表现出较好效果.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:丁烈云

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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