叶片数对无轴泵喷推进器性能的影响

为丰富无轴泵喷推进器噪声性能优化理论,研究了叶片数对无轴泵喷推进器性能的影响,重点探究了不同叶片数下无轴泵喷推进器内的压力脉动变化规律。基于计算流体力学中的有限体积法离散RANS方程,应用RNG k-ε湍流模型封闭计算模型,采用SIMPLEC进行压力-速度耦合,对不同叶片数下的无轴泵喷推进器内部流场进行了非定常数值模拟计算,并对计算结果进行了详细的对比分析。研究结果表明:随叶片数的增加,无轴泵喷推进器模型的扬程、效率和推力均逐渐增大,叶片表面压力分布更加均匀,叶轮轮缘和中部的压力脉动均明显降低,叶轮进出口主频处的压力脉动幅值从轮缘向中心逐渐减小。

基于BN-YOLOv5的轻量级齿轮表面缺陷检测方法

齿轮表面的缺陷检测是齿轮生产制造过程中相当重要的工序。为了提高齿轮表面缺陷检测的精度,提出了一种基于改进YOLOv5的算法检测模型BN-YOLOv5。首先,将加权双向特征金字塔网络结构嵌入到颈部网络结构中,强化了网络对不同特征的提取能力;其次,引入轻量级的基于标准化的注意力模块(Normalization-based Attention Module,NAM),将其与加权双向特征金字塔网络结构相结合,以更加有效地融合高层与低层的特征信息;最后,采用深度可分离卷积模块替换网络结构中所有的卷积层,使网络模型更加轻量化。实验结果显示,改进后的算法模型平均精度均值可达到98.5%,检测速度达到66 FPS/s,模型大小为9.69 MB,有效降低了模型的占用内存,可满足在小型移动设备上实时检测齿轮表面缺陷的任务要求。

基于改进LSTM-AdaBoost的铣刀磨损量预测

针对铣刀磨损量预测时精度低的问题,提出一种基于黑寡妇算法(BWO)优化的长短期记忆神经网络(LSTM)与AdaBoost集成学习算法相结合的铣刀磨损量预测方法。在铣刀磨损振动信号中提取时域、频域以及时频域多域特征。通过BWO算法优化LSTM的核心参数,并将优化后的LSTM网络与AdaBoost算法进行结合,构建铣刀磨损量预测模型。最后用PHM Society 2010铣刀全寿命周期的振动数据进行实验。研究结果表明:所提方法能够有效地预测出铣刀磨损量变化值,优化后模型的平均绝对误差百分比为3.436%、均方根误差为6.471、决定系数R^(2)为0.935。该方法能够获得准确率更高的铣刀磨损量预测值,预测效率更高。

硅橡胶压缩永久变形性能的研究进展

综述了硅橡胶压缩永久变形性能的研究进展,主要介绍了基胶、填料、助剂、试样尺寸及测试环境等对压缩永久变形测试结果的影响,并展望了低压缩永久变形硅橡胶的研究方向。

顾及多模态数据特征关联的城市功能区识别方法——以武汉市为例

城市功能区在城市化建设当中扮演着重要的角色,城市功能区建模与分析对于规划城市土地布局和优化土地利用模式有着重要意义。目前在城市功能区建模与分析的研究中,仍存在多模态数据利用率低、关联特征损失大的问题,这导致难以精确捕捉城市空间结构信息。因此,本研究以武汉市中心区域为例,基于街景影像数据和兴趣点数据构建城市功能区识别方法。首先,将研究区域划分为500 m×500 m的格网单元,运用自然语言模型、深度学习、空间插值等方法来提取多维度的城市功能特征;其次,利用核典型相关分析方法提取多模态数据的关联特征,分析不同共享空间维度和相关性的关系;最后,基于建成环境特征、社会经济语义特征、拼接特征及关联特征的多维度特征构建随机森林功能区识别模型,并分别与两种常用数据模态进行对比评价。结果表明,本方法相较于没有顾及关联特征的模型准确度提高了3.4%。研究成果可为政府决策规划、城市发展评估提供帮助,推动城市化建设。

miR-451a和miR-21-5p双重实时荧光定量PCR检测体系的建立及应用

目的为了提高微量样本中miRNA的检测通量和检测效率,本文建立了一种能够同时准确定量两种miRNA的双重实时荧光定量PCR(real time fluorogenic quantitative PCR)检测体系,并通过实际样本检测验证其应用于体液鉴别的效果。方法设计适用于miRNA双重检验的相关引物及探针并优化实验体系组分,建立基于TaqMan技术的miRNA双重实时荧光定量PCR检测体系并验证其特异性、灵敏度和可重复性;使用此检测体系对58份不同体液样本中的miR-451a与miR-21-5p进行检测,并借助miR-451a与miR-21-5p的比值鉴定法评估该体系的体液鉴别能力;使用该检测体系样本数据确定的最佳截断值对模拟案件样本进行鉴别。结果优化的检测体系能够实现对血液与非血液、月经血与外周血的100%区分,同时可以实现对模拟案件样本的准确鉴别。结论该双重实时荧光定量PCR检测体系将时间和材料成本均缩短至原来的一半,为后续建立更多重的实时荧光定量PCR检测体系并应用于体液鉴别打下了基础。

自适应STWF与改进OMP的滚动轴承微弱故障诊断方法

针对工业环境中随机冲击干扰下滚动轴承微弱故障特征提取难题,提出一种基于自适应短时维纳滤波(Adaptive Short Time Wiener Filtering,ASTWF)和改进正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先采用包络峭度和随余比(Random Shocks and Margin Ratio,RMR)作为联合判据,界定窗长界限并自适应确定STWF最优窗长参数,进而将随机冲击干扰从测试信号中分离出来;然后,利用立方包络自相关谱估计信号中周期频率,构造周期原子库,降低匹配原子冗余度;最后,利用相似性理论优化匹配追踪迭代终止条件,并结合周期原子库,实现弱故障冲击特征快速、准确提取。根据仿真信号和通过变速箱下线检测所得工程数据,可验证所提出方法可有效识别随机冲击干扰下的滚动轴承微弱故障特征。对比最小熵形态反卷积(Minimum Entropy Morphological Deconvolution,MEMD)方法对于随机冲击干扰下滚动轴承微弱故障特征提取效果,发现所提出方法具有更好的故障特征提取能力;与经典OMP方法相比,所提出改进OMP方法信号重构速度提升66%。

低频声信号的等烦恼度曲线研究

低频噪声污染扰民问题越来越受到关注。由于低频噪声会使人们主观上感受到烦恼,因此基于等烦恼度的低频噪声主观评价方法成为研究热点。为此,从人体主观感受的角度研究低频噪声引起的烦恼变化规律,从而得到低频声信号的等烦恼度曲线。研究中招募被试,对声级从45~75 dB、频率从100~315 Hz的42个低频声信号开展主观烦恼度的绝对幅值评估实验,并对评价结果进行方差分析和数据拟合,得到不同频率下的剂量-效应公式,经过验证后绘制100~315 Hz低频范围内的等烦恼度曲线。研究结果表明,在声压级方面,低频声烦恼度满足剂量-效应的幂指数变化规律。在频率方面,同声级更低频率的声信号引起的烦恼度更高。该研究成果可为低频噪声的评价和治理提供思路与借鉴。

基于等距特征映射的纺纱生产过程决策参数特征提取

纺纱生产中涉及的过程参数繁多,彼此相互关联且存在冗余,针对过程参数间相关性带来的质量指标难以精确预测与控制等问题,文中提出一种基于等距特征映射(Isometric Mapping,Isomap)的纺纱生产过程决策参数特征提取方法。首先,通过灰色关联分析计算过程参数与纱线质量指标间的灰色关联度,筛选出对产品质量指标影响较大的过程参数作为决策参数;然后,采用Isomap算法对决策参数进行特征提取降维,获得彼此独立的低维决策参数特征空间,将其输入到粒子群优化向量机模型(PSO-SVM)中验证所提出算法的特征提取效果;最后,通过算例进行验证,结果显示提出的方法可采用相较于原数据更少的特征空间维度获取更佳的预测效果。

下向充填法钢筋混凝土假顶布筋参数及最优吊点位置研究

人工假顶构筑方案的合理性是急倾斜破碎矿体实现下向充填法安全高效充填回采的关键和核心环节。本研究以某铜矿钢筋混凝土人工假顶为研究对象,基于薄板理论和弹性力学并结合实际下向进路充填回采工艺,建立人工假顶等效力学模型,解析钢筋混凝土人工假顶布筋参数:30 m长沿脉进路假顶至少需布置底筋104根;同时采用斜吊筋吊挂于底筋距离边帮0.8 m的位置,设计上下盘帮吊筋间距为500 mm,则上下盘斜吊筋各60根;吊筋的最优悬吊位置为距端部0.2~0.25人工假顶跨度的位置,此处吊筋受力合理且较为经济。本研究为钢筋混凝土人工假顶布筋设计及吊筋悬吊方案提供了计算思路及工程参考。

多相移间插取样光纤光栅滤波器的设计与优化

【目的】取样光纤布拉格光栅(SFBG)以其梳状滤波特性引起人们的普遍关注,成为光纤光栅技术研究的新热点。显然,设计具有高通道数、平顶和窄带宽的光学滤波器具有重要的工程意义。文章提出了一种插入多相移(MPS)的间插取样光纤布拉格光栅(ISFBG)滤波器。【方法】ISFBG具有大量反射通道,通过插入MPS,可引入多个平顶窄传输通道。通过优化插入ISFBG的两个π相移的位置,首先设计了具有41个传输通道的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为100 GHz,每个传输通道都具有平顶响应,3 dB带宽较窄(<1 GHz),形状因子较小(<3.2)。接着,保持其他结构不变,通过优化插入3个π相移的位置,可在此基础上进一步减小形状因子,从而改善传输通道的矩形形状。通过引入MPS技术,设计了插入3个π相移的ISFBG,可实现通道数目加倍,通道间隔减半。【结果】演示了一种通道数目为81的平顶窄带宽的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为50 GHz,多通道的3 dB带宽为900.5 MHz,形状因子接近2.17。同时讨论了MPS的大小、位置和光纤的等效长度的精度对于实际制造的影响。【结论】所设计的滤波器具有较高通道数,每个通道都具有平顶响应且带宽较窄,符合设计目的。这种滤波器在多波长激光器和多波段微波信号处理系统中具有潜在的应用前景。

针对微量细胞样本进行细胞核和线粒体基因组同步快速分离的方法研究

开发了一种针对微量细胞样本进行细胞核和线粒体基因组同步快速分离的方法。该方法首先利用体积分数1%非离子型表面活性剂NP-40能够选择性破坏细胞膜而维持细胞核完整性的特征,实现了细胞的轻柔裂解和细胞核完整性的维持;其次通过差速离心,实现细胞核(核基因组)与线粒体基因组的同步分离。经过显微成像观察,核酸蛋白分析仪检测以及PCR分析,实现了从10^(2)到10^(6)个悬浮培养细胞中高质量线粒体基因组的分离纯化。本方法获取的线粒体基因组无核基因组污染,为后续开展线粒体群体遗传分析、线粒体疾病诊断提供了一种高效、快速、低成本的解决方案。

多尺度信息融合的生成对抗网络壁画修复

针对现有壁画修复算法因缺乏对于图像远距离特征的捕获能力而导致修复结果结构紊乱,以及缺失边缘颜色不一致问题,提出一种多尺度信息融合的生成对抗网络壁画修复算法。首先,将多分支扩张卷积架构引入生成网络,各个子扩张卷积的卷积核以不同扩张率局部扩大感受野,提取图像的局部特征;其次结合快速傅里叶卷积基于全局感受野提取特征,实现壁画图像局部到全局的特征提取;最后引入自注意力与PatchGAN鉴别器以解决缺失边缘颜色不一致问题。根据自制壁画数据集进行模型的训练和测试,并与多组修复算法进行修复对比,实验结果表明,相较于对比算法,所提算法在峰值信噪比(PSNR)平均提升4.42dB,结构相似性(SSIM)平均提升4.4%,学习感知图像块相似度(LPIPS)平均提升11.3%。实验证明所提算法能够有效修复破损壁画,修复后的壁画有较好的结构和纹理信息,为真实壁画的修复工作提供了支撑。

催化热分解法制备含P-C键多元异氰酸酯的研究

以二(N-甲氧羰基氨甲基)苄基氧化膦(BCBPO)和三(N-甲氧羰基氨甲基)氧化膦(TCPO)为原料,采用热重法筛选了热分解催化剂,通过催化热分解法制备了含P-C键多元异氰酸酯,并分别采用TG-GC-MS联用法和变温红外光谱法分析了催化热分解BCBPO和TCPO的气态产物和凝聚态产物。结果表明,相对于直接热分解,氧化锌为催化剂热分解BCBPO和TCPO的热分解温度分别降低了29℃和25℃;BCBPO、TCPO在氧化锌催化作用下第一阶段热分解的气态产物为甲醇、凝聚态产物为异氰酸酯;红外光谱分析结果显示,在氧化锌催化作用下,TCPO热分解的凝聚态产物与苯胺反应的固体产物为相应异氰酸酯TPI与苯胺反应的产物脲。

加速器制备^(68)Ge产额计算方法

^(68)Ga是最具临床应用价值的金属正电子核素之一,通过^(68)Ge/^(68)Ga发生器生产^(68)Ga是一种比较便捷的方式,而母体核素^(68)Ge主要由加速器生产,其中使用较多的一种生产方式是通过质子辐照Ga-Ni合金靶件获得^(68)Ge。准确模拟^(68)Ge产额,对于Ga-Ni合金靶件制备、加速器辐照方案选择和生产准备均有重要意义。本研究提出了一种基于蒙特卡罗方法的加速器生产^(68)Ge的理论产额计算方法,计算了不同条件下质子束流轰击Ga-Ni合金靶件的能量损耗和^(68)Ge理论产额,并通过加速器辐照实验验证了计算结果的可靠性。相关结果可为不同能量质子束流辐照条件下的Ga-Ni合金厚度设计提供参考,对实验结果具有指导意义。

AK4对肝内胆管癌细胞HUCCT1增殖、迁移的影响

目的探究AK4对肝内胆管癌细胞HUCCT1增殖、迁移能力的影响。方法采用小干扰RNA(siRNA)技术靶向沉默肝内胆管癌细胞HUCCT1中AK4的表达,采用免疫印迹法检测沉默效果以及筛选siRNA-AK4,通过EdU实验和细胞划痕实验检测该胆管癌细胞增殖、迁移能力。结果通过免疫印迹法检测出siRNA-AK4-3沉默效果最好,EdU实验显示沉默AK4后,细胞增殖能力下降(P<0.05),细胞划痕实验显示沉默AK4后,细胞迁移能力下降(P<0.01)。结论沉默肝内胆管癌细胞HUCCT1中AK4的表达后,其增殖、迁移能力受到抑制。

汉江堤防除险加固工程石粉改良机制砂混凝土力学性能试验研究

针对汉江堤防除险加固工程中采购河砂困难,混凝土使用砂量大等问题,制备石粉改良机制砂混凝土,并对其力学性能进行试验。选取水泥与石粉等石粉改良机制砂混凝土制备材料,设计不同材料的配合比,制备石粉改良机制砂混凝土试件,从抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度三个方面出发测试力学性能。结果显示:在石粉含量达到3%的条件下,石粉改良机制砂混凝土试件抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度均达到上限值,而随着石粉含量继续提升,不同强度值均呈现出不同程度的下降趋势,因此在制备石粉改良机制砂混凝土过程中,需严格控制石粉添加量,确保石粉改良机制砂混凝土的力学性能达到最优。

多尺度分解下GRU-MLR组合的锂电池剩余使用寿命预测方法

准确预测锂电池的剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)可以及时了解电池内部的性能退化情况,降低电池的使用风险并为日常维护提供可靠的理论依据。为了提高预测结果的准确性和稳定性,提出了一种基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、门控循环单元网络(gated recurrent unit,GRU)和多元线性回归(multiple linear regression,MLR)相结合的锂电池RUL预测模型。该模型首先采用EEMD算法将锂电池容量数据分解为若干个高频分量和低频分量,以此减少容量数据中的噪声干扰,然后针对各个分量的特点,分别利用GRU和MLR网络基于获得的高频和低频序列建立预测子模型,最后叠加融合各个子模型的预测值得到锂电池的RUL结果,通过使用NASA和Oxford提供的锂电池公开数据,并采用不同的预测起点与其他单一模型和组合模型进行对比。实验结果表明,EEMD-GRU-MLR预测模型能够提供准确的RUL结果,相比于LSTM、GRU和EEMD-GRU预测模型,最大平均绝对误差分别降低了0.0311、0.0234、0.0182,最大均方根误差分别降低了0.0235、0.0153、0.0098,证明了本模型具有较好的锂电池RUL预测能力。

基于LMD云模型与PSO-KELM的齿轮箱故障诊断

由于齿轮箱故障振动信号具有非平稳性与不确定性的特点,导致齿轮箱故障诊断精度较低。针对该问题提出一种基于局部均值分解(LMD)云模型特征提取结合粒子群优化(PSO)核极限学习机(KELM)的齿轮箱故障诊断方法。首先,将故障振动信号用LMD分解得到若干PF分量,并利用相关系数原则筛选出相关性较高的PF分量;其次,在云模型中输入筛选后的PF分量,采用逆向云发生器对特征向量进行提取并输入到PSO-KELM中进行故障诊断;最后,利用QPZZ-Ⅱ实验台齿轮箱实测数据对该方法进行了性能分析。结果表明,该方法识别精度为97.65%,与多种方法进行对比,该方法具备最佳识别性能。

基于改进径向基神经网络的滚动轴承故障诊断

针对传统径向基神经网络故障模式识别时人为设置参数过大,精度不足等问题,提出了一种混沌云自适应鲸鱼算法优化径向基神经网络的滚动轴承故障诊断方法。考虑到鲸鱼算法易陷入局部最优问题,将混沌云模型与鲸鱼算法相结合,利用混沌理论的全局搜索能力,结合云模型的不确定性,可确保鲸鱼算法寻优过程中全局及局部搜索最优值,并通过4种测试函数验证了改进后的鲸鱼算法收敛性和寻优能力,以此来优化径向基神经网络隐含层权值等参数,仿真结果证明,优化后的径向基神经网络模式识别率分别比传统算法、支持向量机高出8%、12%,进一步证明了该方法的有效性。