基于深度学习的HL-2A鱼骨模识别算法研究

基于深度学习的方法,在HL-2A装置上开发出了一套鱼骨模(FB)识别算法。算法使用858(780次放电训练,78次放电验证)次放电数据、约46.38万数据切片进行训练与验证,得到了一个主要由卷积层、残差连接层、全连接层组成的卷积神经网络。为衡量算法的识别能力,该算法被用来扫描式地识别了HL-2A装置的780次放电数据,共识别出86820次FB区间,其中误识别4327次,误报率为4.75%。在实际的97145次FB区间中,漏识别10325次,对应的漏报率为10.63%,总整体的识别正确率达到了94.26%。该误报率和漏报率可以满足FB识别的精度要求。

2μm单纵模全固态脉冲激光技术研究进展(封面文章·特邀)

2μm激光属于人眼安全波段,具有高大气透过率和水吸收特性,能覆盖CO_(2)等温室气体的吸收峰,因此在大气环境监测、光通信、激光雷达、材料加工、医疗手术等领域有广泛应用。其中,单纵模运转的全固态2μm脉冲激光器以其高稳定性、窄线宽和优良的光束质量等优势,可作为多普勒测风、相干差分吸收等激光雷达应用的优质光源,在工业、国防和科研等领域具有重要意义。目前,实现2μm激光输出的主要方法有光参量技术和直接泵浦法。相比光参量技术,直接泵浦法更具高效率、可调节性和集成性等优点,已成为2μm全固态激光的主流方式。文中总结了常用的2μm固体激光增益介质,分析了空间结构振荡器单纵模选择的原理和特点,综述了2μm单纵模全固态脉冲激光的研究进展,并对不同结构激光器的输出特性进行了比较,最后对2μm单纵模全固态脉冲激光的发展前景进行了展望。

轻烧MgO粉对凝胶注模法制备MgAl_(2)O_(4) 多孔陶瓷性能的影响

为了降低原料成本,简化工艺流程,提高MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的性能,将Al_(2)O_(3)粉和MgO粉于1500℃保温2 h合成了MgAl_(2)O_(4)粉体,再外加轻烧MgO粉(外加质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%),采用凝胶注模法于1500℃保温2 h制备了MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷,研究轻烧MgO粉外加量对MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷结构和性能的影响。结果表明:1)以轻烧MgO粉作为固化剂制备的MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷烧后线收缩率较小,具有较好的尺寸稳定性,且孔径主要分布在0.5~2.0μm;2)随着轻烧MgO粉外加量的增加,MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的显气孔率和气通量增加,显微结构较均匀;3)当轻烧MgO粉外加量(w)为2.0%时,MgAl_(2)O_(4)多孔陶瓷的综合性能最佳。

一体模钢锭轧制特厚SA387Gr11CL2钢板生产实践

以33.2 t一体模钢锭轧制的(120×1 720×13 570) mm规格SA387Gr11CL2钢板为对象,重点研究帽口端表面、内部质量、化学成分及力学性能。结果表明:轧制钢板帽口对应位置的表面质量良好,探伤结果达到NB/T 47013.3—2015标准及第1号修改单TⅠ级。距帽口线700 mm以内试样成分无明显偏析,满足标准要求,拉伸、冲击等力学性能良好。与传统钢锭相比,采用一体模钢锭轧制上述规格钢板,成材率可以提高3.29%。

宽体客机气动标模CHN-T2设计

发展商用运输机标模是我国独立发展具有自主知识产权的先进民用飞机的重要支撑手段,对验证CFD技术和确认风洞试验品质具有重要意义。结合国内外主流宽体商业客机的布局特点和气动设计需求,基于自主开发的AMDEsign设计平台,设计研发了宽体客机标模CHN-T2。标模设计马赫数0.85,设计升力系数0.48。模型充分体现了主流宽体商用客机典型的双通道机身/超临界机翼/平立尾/翼吊通气短舱等几何特征,具有典型的部件间强干扰/激波分离/转捩等流场特征以及优异的高亚声速巡航/高升阻比气动效率等性能特征。通过气动外形优化设计、短舱吊挂组件影响及雷诺数效应等研究,并结合风洞试验数据对比分析,最终确认CHN-T2模型巡航升阻比达到21.8、阻力发散马赫数约为0.872、抖振边界大于1.3倍巡航升力系数、风洞试验准雷诺数为3×10^(7)。研究认为,CHN-T2模型具有良好的气动性能,能够作为先进宽体客机气动标模进行应用推广。通过持续建立的丰富气动数据库和流场影像,可有力支撑宽体客机流动机理分析、CFD技术验证与确认、先进风洞试验技术发展验证、CFD与风洞数据相关性等研究。

科学文献主题建模方法及其效果评估研究

[背景/意义]研究和对比不同主题建模方法在科学文献主题识别上的应用表现,对于合理选择使用主题建模技术开展科学文献主题挖掘具有重要意义。[方法/过程]通过构建中英文科学文献实验语料,选择3种主题建模方法(LDA、Top2vec、Bertopic)和5种文本特征计算方法(Bag of Words、TFIDF、Doc2vec、MiniLM、SciBert)进行中英文科学文献主题建模实验,并对不同建模结果的主题多样性、主题一致性、主题稳定性和主题离散性指标进行对比分析。[结果/结论]不同建模工具的主题识别结果存在较大差异,其中LDA与Bertopic在英文和中文语料上识别出的主题中具有相似性关系的主题占比相对较高,但也仅为9.81%和7.46%;基于Doc2vec算法的Top2vec模型在主题多样性指标上的表现相对最优;基于文本预训练算法的Top2vec模型和Bertopic模型的主题稳定性和离散性指标优于传统主题建模方法。针对大语言模型技术的快速发展和广泛应用,加快推进科学文献预训练模型研发,并将之应用于科技情报业务实践是当前的重要研究方向。

CityMapper2在城市三维模型建设中的应用

我国正在加快构建新型基础测绘体系,全面推进实景三维中国建设。徕卡城市制图(CityMapper2)作为一款新型航空摄影系统,集成框幅式航摄仪、倾斜式航摄仪、激光雷达系统于一体,一次飞行能够获取多种数据,在大幅提升数据获取效率的同时,丰富了数据种类,实现优势互补。本研究利用大棕熊飞机(Kodiak 100)作为搭载平台对高密市进行航空摄影,建设城市三维模型,并对成果数据进行检验,结果表明,CityMapper2数据成果满足城市三维模型建设要求。

HL-2A环形阿尔芬本征模不稳定性的模拟研究

为了帮助理解HL-2A装置的实验现象,采用本征值程序GAM对HL-2A实验中环形阿尔芬本征模(TAE)的线性性质进行了模拟研究,模拟结果与实验结果一致。此外,分析了具有不同安全因子剖面的TAE的连续谱、模结构和模频率。对于正常磁剪切,发现芯部(√ψT<0.3)的TAE的径向模结构由两个相邻的极向谐波组成,而外区(√ψT=0.3~0.9)的TAE的径向模结构由8个较高的极向谐波组成,这表明磁剪切在极向谐波耦合中起着重要作用。当安全因子剖面在芯部存在反剪切时,反剪切区域的TAE消失,外区的TAE的径向宽度变窄。最后,研究了电子密度剖面对TAE的影响,发现TAE模频率随电子密度的增加而降低,而模结构对电子密度的变化不敏感。

细胞周期蛋白D2同源模建及其与CDKs抑制剂对接研究

细胞周期蛋白D2(CyclinD2,CCND2)在细胞中的异常表达会诱发肿瘤等疾病,设计高选择性CCND2药物对抑制肿瘤具有重要意义。本文选用PDB数据库中与CCND2一级序列同源性最高的3G33为模板蛋白建模,通过Loop环区能量优化最终得到具有较高合理性和可信度的三维蛋白结构模型,最优模型VerifyScore为100.920,预测获得10个可能的活性位点。构建药物小分子的最低能量结构,将小分子对接至蛋白活性位点,根据对接模型确定不同药物小分子与蛋白活性位点的相互作用方式,筛选细胞周期依赖性激酶(CDKs)类似物作为药物小分子配体,实验结果对进一步研究CyclinD2的结构、功能具有理论指导意义,也为相关疾病的临床治疗奠定了理论基础。

V2V三维宽带信道建模与统计特性分析

针对5G车对车(vehicle to vehicle,V2V)无线通信系统,基于几何随机建模方法,提出一种改进的三维宽带多输入多输出(multiple-input and multiple-outpit,MIMO)信道模型。引入多共焦半椭球体模型用于研究不同传播延迟下的V2V信道统计特性,结合时变的路径长度、信号角度和莱斯因子表征V2V信道的非平稳特性。推导了空-时相关函数、多普勒功率谱密度等关键信道统计特性的数学表达式。分析了城市和高速场景下信道相关特性的差别,并研究了车流密度、运动方向、天线角度、传播延迟等因素对信道统计特性的影响。结果表明,城市场景下的时间相关性和空间相关性明显低于高速场景;不同传播延迟下的V2V信道统计特性有明显差异;信道相关性同天线阵列角度、收发车运动方向和时间变化密切相关。模型仿真结果为车载通信提供了一些有价值的结论,可以作为未来V2V通信系统设计、优化和评估的有效指导。仿真结果与实测数据较好地吻合,证明模型能正确表征V2V无线信道的相关特性。

CO_(2)气体保护焊的焊缝形貌建模及虚拟化仿真系统开发

建立了CO_(2)气体保护焊工艺参数与焊缝几何尺寸(熔宽、熔深)之间的多层感知机神经网络预测模型,并基于焊接试验数据训练模型,确定了模型的数学解析式;通过分析焊缝截面和表面形貌特征,建立焊缝形貌的虚拟化仿真模型;通过python编程开发了焊缝形貌预测与虚拟化仿真系统。结果表明:所建立的多层感知机神经网络预测模型对熔宽预测的最大偏差为0.097 mm,模型拟合优度为0.999269,对熔深预测的最大偏差为0.051 mm,模型拟合优度为0.999567;建立了以焊缝熔深和熔宽为输入变量的焊缝截面形貌数学模型和以焊缝熔宽为输入变量的表面形貌数学模型。

电刺激C2C12细胞构建运动损伤修复模型

电脉冲刺激(EPS)是研究收缩诱导运动性适应的主要工具,为探究电脉冲刺激对C2C12细胞蛋白表达和代谢的影响,并观察刺激后的指标恢复变化,试图建立骨骼肌C2C12细胞运动损伤修复模型。将C2C12细胞培养和分化为肌管后,根据电压强度不同分为4组:C组(对照组)、V1组(10V)、V2组(23V)、V4(40V),在相同频率20 ms、1 Hz条件下电刺激40 min,尝试诱发C2C12肌管细胞的收缩与损伤,按恢复时间点收集0h、2 h、4 h、8 h、24 h、48 h后的细胞培养液和细胞,分别检测肌酸激酶(CK)活力、乳酸脱氢酶(LDH)活性和丝裂原活化蛋白(P38)含量变化。结果显示,40 V组C2C12细胞经过电刺激后,P38含量极显著增加,CK活力极显著增加,LDH活性极显著增加,并随着恢复时间延长而逐步减少。故在40 V、40 min、20 ms、1 Hz的方案下,电刺激C2C12细胞可以构建骨骼肌运动损伤模型,且这种损伤在此后4~8 h内得以恢复。

铁路隧道施工人员与安全风险节点映射关系模型设计及应用

施工人员既是铁路隧道施工安全风险发生的主要因素之一,也是受害者,然而“施工人员”与“安全风险”的关系研究尚未得到有效关注。通过引入网络理论,基于OBS(Organization Breakdown Structure)-WBS(Work Breakdown Structure)-RBS(Risk Breakdown Structure)法和2-模网络进行施工人员与安全风险节点映射关系模型设计,用于显性化施工人员和安全风险因素节点映射关系,为研究和预防铁路隧道施工安全风险提供新思路和新工具。首先运用WBS-RBS法识别铁路隧道施工安全风险因素并构建2-模WBS-RBS矩阵,运用OBS-WBS法确定铁路隧道施工人员集并构建2-模OBS-WBS矩阵;以WBS中施工活动为链接,将2-模OBS-WBS矩阵和2-模WBS-RBS矩阵转换为2-模OBS-RBS矩阵;接着,将施工人员和安全风险因素分别作为节点,将2-模OBS-RBS矩阵中反映的双方之间的映射关系作为边,构建施工人员与风险因素节点映射关系网络;最后,采取典型对应分析,显性化施工人员与风险因素的关联程度,旨在探索处于网络核心位置的施工人员、安全风险因素及其双方映射关系;以怀邵衡铁路盛德堂隧道作为典型案例,应用该模型对施工人员和安全风险因素节点的映射关系进行分析。研究结果表明:不同施工人员与特定安全风险因素具有明显映射关系;经专家验证指出,基于上述映射关系模型实证结果符合现场工程实际,构建的模型具备实用性。研究结果可直观呈现各级施工人员与安全风险因素的主要关联关系,帮助施工人员提高安全认知,端正安全态度;也可帮助施工管理人员针对不同施工人员提出针对性风险管控建议,合理优化安全风险管理资源,为预防铁路隧道施工安全风险提供方向性指导。

锻造车间能耗建模及优化调度研究

针对锻造车间能耗优化调度问题,通过建立能耗数学模型和改进NSGA2算法并对其进行实例验证且得到最优解集合。建立了一种基于机器状态-能耗分布关系的车间能耗模型,并以此模型为最小能耗目标,再加上最大完工时间和最大机器负荷最小化,共同组成车间调度问题的目标函数。改进了NSGA2算法,种群初始化采用全局生成和快速生成两种方式,编码时选择了工序排列编码和机器选择编码的双层编码方式,交叉策略分别选择IPOX交叉和MPX交叉,变异时插入式变异和贪婪变异保证种群多样性并加强局部搜索能力,最后使用MATLAB对算法实例进行求解运算,得出有效非劣解集,以验证车间能耗模型和改进NSGA2算法的有效性和可行性。

基于重载货车缓冲器速度特性的力学模型研究

针对重载列车缓冲器受到的剧烈纵向冲动和复杂受载情况等问题,通过落锤试验所得的MT-2型缓冲器力学特性,应用Fortran语言开发MT-2型缓冲器力学特性数据库模型程序,构造数据库用以描述缓冲器力学特性与其压缩速度、压缩量之间的定量关系,建立MT-2型缓冲器速度特性力学模型。将压缩量与压缩速度作为输入参数,实现了基于网格化数据库模型对落锤试验的仿真。对阻抗力随压缩量变化的模型曲线与试验曲线进行对比分析可知,模型曲线与试验曲线基本一致。证明了将缓冲器落锤试验数据根据阻抗、压缩量及压缩速度的定量关系,归纳建立缓冲器阻抗特性数据库的方法是可行的。依据数据库建立的二维曲面形式的缓冲器模型能够较好地反映落锤试验特性,可以有效地模拟缓冲器的动态特性。

2 GPa热成形座椅横梁开裂失效分析及工艺研究

为解决2 GPa热成形材料冲压的座椅横梁零件焊接后出现批量开裂的问题,经分析,该零件开裂为氢脆致裂,通过追查零件工艺发现引起零件氢脆开裂的原因为加热温度过高、加热时间过长、零件转移时间过长,通过正交设计改进零件不同的热冲压工艺组合并试制零件进行验证,最终确认2 GPa铝硅镀层热成形零件的热冲压工艺窗口为热成形的奥氏体化炉内露点须低于-5℃,加热时间为3~13 min,加热温度为880~940℃。

增压O_2/CO_2燃烧热力系统建模及压力优化

O2/CO2燃烧技术是一种有效的燃煤电站减排CO2技术,由于增加了空气分离系统(air separation unit,ASU)和烟气净化压缩系统(CO2 compression and purification unit,CPU),O2/CO2燃烧电站发电效率降低。当系统压力提高,烟气中的水蒸气潜热得到回收,可以有效提高系统发电效率。利用Aspen Plus软件对330MW增压O2/CO2燃烧电站进行全流程建模并展开效率分析,获得压力对各子系统及全流程系统的影响情况。结果表明:产品氧气压力由0.135MPa提升到3MPa时,制氧功耗增加了39.64%;系统压力由常压增加到3MPa时,CPU功耗降低71.10%;系统存在最佳运行压力,最佳运行压力与排烟温度有关,排烟温度由60℃增加到122℃时,最佳运行压力由0.4MPa提高到1.6MPa。

模2^n加整体逼近模2加产生的噪声函数的概率分布研究

该文证明了模2n加变换以6种不同的方式整体逼近模2加时产生的噪声函数取值概率的数值分布相同,给出了6种噪声函数的概率分布之间的相互转化关系,并给出了6种整体逼近所产生的噪声函数的取值概率的计算公式以及概率值平方和的计算公式,并修正了三元模2加整体逼近模2n加时所产生的噪声函数取值概率的平方和的计算公式。这些结论在区分攻击中有一定的应用价值。

阶跃光纤低阶线偏振模的M^2因子分析

针对阶跃光纤输出低阶线偏振模(Linear Polarization,LP),利用二阶距定束宽,多点拟合法计算了几个低阶LPmn模相干和非相干叠加时的M2因子.结果表明,对同一LPmn模式,光纤的归一化频率参量V减小到截止频率时,M2因子出现峰值;当V远离截止频率时M2因子趋于一定值.低阶LPmn模非相干叠加时,叠加后的较高阶模成分越大,合成光束的光束质量越差,光束在一定的条件下可能比基模更接近于理想高斯光束;而相干叠加时,合成后的M2因子可以大于参与叠加的较高阶模的光束质量因子.

P2P网络中沉默型蠕虫传播建模与分析

蠕虫给Internet带来巨大威胁,给作为Internet覆盖网的P2P网络带来的威胁更大,这主要是由P2P网络本身的特点决定的(就是这些特点为用户带来巨大方便).考虑到威胁P2P网络的3种蠕虫中沉默型蠕虫传播模型还没有被提出(其他2种分别为被动型蠕虫和主动型蠕虫)和沉默型蠕虫的巨大危害性,提出了沉默型蠕虫的传播模型和免疫模型,并基于该模型推导出了沉默型蠕虫不会流行的条件.为了考查各个P2P参数对蠕虫传播的影响和从实践上验证推导出的蠕虫不会流行的条件,使用Matlab进行了大量仿真实验.实验表明,理论推导出的蠕虫不会流行的条件是正确的;实验还进一步表明,蠕虫的流行程度是由流行指数来决定的,这为提出蠕虫控制策略提供了依据.通过对决定流行指数的几个参数的分析表明,在发现蠕虫时迅速降低下载率是补丁发布前控制蠕虫最有效的办法.