资源块间跳频的高可靠SCMA系统设计与分析

传统稀疏码分多址(Sparse Code Division Multiple Access,SCMA)系统在固定时频资源块(Resource Block,RB)上传输信息,系统性能易受到信道污染(外在干扰和信道衰落)的影响。为了解决这一问题,提出一种基于资源块间跳频(Frequency Hopping,FH)的SCMA系统(FH-SCMA系统)。借助跳频技术实现动态SCMA码字复用,使得各用户能够均匀、随机地使用所有资源块。同时,基于素数序列设计了一种动态码字正交复用的跳频策略(跳频码),提升了FH-SCMA系统容量以及抗干扰能力。该系统接收端采用对数域消息传递(MAX-log-MPA)多用户检测算法,推导了该FH-SCMA系统的理论误码率上界。对比传统的SCMA系统,该资源块间FH-SCMA系统能均匀化资源块被污染对用户性能的影响,使得每个用户的传输误码率达到可接受的程度;相比传统SCMA系统和采用完全随机跳频策略的FH-SCMA系统(干扰时频资源占比η=25%时),设计的跳频策略及FH-SCMA系统在误码平层处分别获得4 dB和8 dB的信噪比增益。

电气化铁路接触网地震作用与抗震性能分析

研究目的:高地震烈度区域电气化铁路沿线途经多条地震断裂带,接触网系统在地震作用下易出现损坏,影响列车的正常运行。本文结合高地震烈度区电气化铁路,基于接触网系统服役特性,开展了4柱3跨原型足尺振动台试验,建立并验证地震响应下的接触网系统有限元模型,开展地震作用下接触网系统的地震响应仿真计算,对比分析接触网导线、腕臂、定位器、支柱等关键装备的抗震性能,并比较分析不同的接触网导线工作张力、跨距以及锚段长度对接触网系统抗震性能的影响,提出高地震烈度区接触网系统的抗震设计原则及措施,全面分析与研究地震作用下接触网系统响应规律和抗震性能。本文提出的关于接触网系统抗震性能分析数据及研究结论,能有效补充和完善接触网抗震设计规范及标准,有力支撑铁路工程建设,提升电气化铁路防灾抗灾能力。研究结论:(1)地震激励对接触网腕臂装置的影响较小,定位器出现受压,导致钩环结构易脱落;(2)地震激励对接触网支柱、接触线具有十分明显的影响,可造成支柱柱底应力增大和接触线跨中位移增大;(3)锚段长度对抗震性能无明显影响,适当增大接触线工作张力、减小跨距可有效降低接触网系统的地震响应;(4)本研究成果可为轨道交通领域防灾减灾设计提供指导。

川西高海拔隧道洞内气温特征及抗防冻理念探讨

针对川西高海拔隧道抗防冻设计问题,对运营期公路隧道洞内气温采用实测和数值模拟等方法,对隧道洞内纵向温度特征及抗防冻设计方法进行研究。结果表明:1)川西高原较短隧道冬季洞内纵向温度呈负温贯通状态,长隧道、特长隧道的洞内纵向温度呈现出弱对称或非对称分布特征。2)冬季隧道洞口温度及洞身负温分布状态与隧道自身所处环境有关,尤其是隧道两端地形特征及高差程度。3)洞口负温段冻结指数和年冻结天数均随进洞距离的增大呈减小趋势,但单向自然风占主导的隧道下降趋势较缓。4)川西高原隧道衬砌防冻设计宜结合围岩冻胀敏感性,考虑以冻结指数180℃·d为临界值较为合理,两侧水沟保温设防长度可按月平均气温0℃考虑;考虑到冻结指数大于180℃·d且月平均气温低于0℃的衬砌段落会经受短时频繁冻融循环作用的影响,建议采取必要措施改善混凝土耐久性指标,确保隧道衬砌结构的长期稳定性。

高对抗强博弈场景下雷达波形设计思路

未来陆域突击作战中高对抗强博弈场景使得雷达与目标间博弈日趋激烈,雷达波形作为雷达装备的核心和基础特征,将是提高雷达对目标检测性能的关键因素。该文首先梳理高对抗强博弈场景下的军事需求和发展现状,然后从波形产生与处理、目标和环境信息参数化建模、波形博弈方法等方面展开讨论,可为雷达在复杂电磁环境下如何提升装备作战效能提供设计参考。

托帕水库大坝沥青混凝土心墙设计及渗流特性分析

沥青混凝土具有防渗性能好和便于施工等特点,常作为水利工程的防渗材料。针对新疆托帕水库特有的坝址地形条件进行沥青混凝土心墙坝设计,详细阐述了沥青混凝土心墙的型式、布置型式、断面尺寸以及心墙与各部位衔接等方面的设计,并对已设计的沥青混凝土心墙坝进行渗流计算分析。结果表明:设计的沥青混凝土心墙坝结构合理,防渗设计满足规范要求。

港口重载AGV驱动防滑设计

针对港口重载自动导引运输车(AGV)工作中遇到的过度滑转危险,文中提出一种基于最佳滑转率控制的驱动防滑设计。该设计根据港口环境特点建立路面附着特性模型;选用T-S型模糊控制器进行港口路面模糊识别设计,对峰值纵向附着系数及最佳滑转率进行识别,并将识别结果用于最佳滑转率控制中,进而提升港口AGV驱动防滑性能。通过单一路面与对接路面识别试验,验证了港口路面模糊识别器具有准确识别能力。

内卷的经济学分析及治理措施

内卷是由过度竞争所导致的社会资源的过度参与和消耗,其成因是资源的有限性以及创新的不足、规则执行的缺位以及参与者流动能力的不足。庇古税外部效应内部化的原理为内卷税的设计提供了理论依据,内卷税寓禁于征,有利于矫正负外部性,抑制内卷行为。设计了反内卷制度,提出反内卷政策措施,通过税收的惩戒机制、低收入的补贴机制、竞争比例的约束机制和一系列政策措施对内卷行为进行限制。

同轴脉冲形成线振动环境适应性优化设计

以带有悬臂结构的同轴脉冲形成线为研究对象,开展提高振动环境适应性的优化设计。首先,通过实际工况分析及仿真计算,确定形成线内筒的盲孔螺钉可采用的防松措施有:使用施必劳螺纹并涂抹防松胶;优化螺钉数量。其次,通过仿真分析和绝缘试验,优化尾端绝缘子材料,提高悬臂支撑的中内筒连接刚度。最后,开展振动试验考核,优化后的形成线等效件可以通过长时间的振动考核,相比优化前的振动环境适应性有很大提高,验证了优化设计的有效性。该研究结果对同类型脉冲功率源的振动环境适应性设计具有参考意义。

猴头菇温室反季节栽培试验

为应对猴头菇传统栽培受限于季节、导致产量受限及市场供应短缺的挑战,设计并构建了一套用于猴头菇的温室栽培系统,该系统集成高效换气、智能增温、精确加湿及人工补光四大核心功能模块。通过此系统,成功开展了猴头菇的反季节栽培试验,旨在打破自然季节限制,实现猴头菇的全年稳定生产与供应。内容详尽阐述了该温室系统的结构设计、工作原理及其在反季节栽培实践中的具体应用策略。在模拟猴头菇应季生长环境的反季节条件下,系统评估了猴头菇的生长环境条件、产品品质特性及最终产量,结果显示,所设计的温室系统能准确模拟猴头菇自然生长所需的生态条件,确保其在非自然生长季节内仍可生长。最终收获的猴头菇产品综合合格率高达95.5%,充分验证了反季节栽培技术的科学性与可行性。

武器装备轻量化结构正向设计方法及应用

为满足武器装备轻量化的迫切需求,提升装备结构优化设计水平,提出了一种代理模型辅助多目标优化的结构正向设计方法。按照从概念设计到参数优化设计的流程,通过优化信息交互和代理模型重构来实现结构多目标优化设计。以轻型车载高炮弹箱架优化设计为例,首先,根据拓扑优化获得的最佳传力路径,建立几何模型和有限元分析模型。其次,通过灵敏度分析缩减设计变量,建立以一阶模态频率和结构强度为约束、最小化质量和最大化刚度为目标的优化模型。然后,使用差分进化算法求解基于Kriging模型的多目标优化问题;在优化过程中,通过比较中间优化结果调整优化模型,并采用基于期望改进的填充样本策略重构代理模型。最后,兼顾结构轻量化和安全,筛选44组优化解中的3组优势方案与初始设计进行比较,结果显示:在满足弹箱架结构性能的前提下,重量分别可减轻31.2%、24.7%和21.8%;所提结构正向设计方法能够明显提升轻量化效果,也可为相关结构优化设计提供参考。

高参数垃圾电站锅炉防腐涂层体系的设计策略与评价

随着国家“双碳”战略目标的提出,垃圾发电成为城市垃圾处理的主流方式。针对高参数垃圾电站锅炉管道腐蚀减薄到一定程度时,造成泄漏甚至爆管的严重安全问题,本文在简介了高参数对锅炉腐蚀影响规律的基础上,评述了高参数条件下管道的基材特性及主流涂层防护技术,重点论述了Inconel堆焊、感应熔焊、HVOF等技术及性能。因为涂层系统设计主要是对管道基体和涂层材料与工艺进行选配,同时匹配参数也是对涂层系统的主要评价指标,所以本文对热膨胀系数、导热系数、结合强度、孔隙率、服役寿命以及经济性等参数进行了系统评价,并阐述了涂层结构设计策略,包括防腐涂层的厚度设计、涂层结构设计、涂层材料组分设计等内容。根据涂层防护技术现存的主要问题,提出粉末合成设计-涂层结构设计-服役性能评价一体化研究的重要性;针对目前主要的材料体系设计比较集中于高Cr含量的FeCr系和NiCr系合金的现状,指出应开发以NiCr基辅以W、Mo等元素涂层材料,使其兼具优异的耐腐蚀和抗磨损的综合性能。最后对涂层防护技术的发展前景进行展望。

一种海洋自升式修井平台船型分析

针对渤海海域油气开发中自升式修井平台的船型设计,进行系统分析。从桩腿数量维度出发,考虑波流载荷、风载荷和平台重力的共同作用,通过有限元数值模拟软件,建立自升式修井平台的仿真模型,计算不同方向角下平台的波流载荷、桩腿位移和抗倾力矩等评价指标,综合对比分析三桩腿和四桩腿两种不同船型的设计特点,以揭示各自在平台方案、预压载能力和稳定性等方面的特点。研究结果发现,四桩腿平台在舱内设备布置、预压载能力和抗倾稳性方面具有明显优势,特别是在单桩失效情况下,四桩腿平台的稳定性和安全性更高。研究结论对自升式修井平台的设计优化具有重要的指导意义,为进一步提升平台的安全性和高效性提供理论依据。

杭州电竞中心基础及地下室设计

杭州电竞中心项目采用桩基、筏板基础等多种基础形式,采用YJK软件进行多种基础形式之间的沉降差计算,并提出多种基础形式运用于同一建筑物时的加强措施。对于三面覆土、一面开敞地下室的不平衡水、土压力问题,利用桩基抵抗不平衡水、土压力,并提出相应的加强措施。将抗拔桩、无粘结预应力抗浮锚杆以及排水泄压多种抗浮技术应用于本工程,基于连通器原理的排水泄压主动抗浮技术的应用,大大减少抗浮锚杆的数量,获得了良好的经济效应;对于工程中多向框架梁与斜柱的连接节点,采用圆形柱帽有效约束各个方向相交的框架梁,并采用ABAQUS进行了有限元分析来模拟其受力性能,证明连接节点的可靠性。最后介绍了下沉庭院大跨度无柱弧形楼梯的设计,并对其进行舒适度验算,结果满足规范要求。

专业篮球鞋鞋底综合性能要求与形态设计研究

随着全民运动的全面开展,高性能、专业化的篮球鞋也随之兴起并得到越来越多的关注。专业篮球鞋功能性的高低直接取决于其防滑、缓震、耐磨等性能。本文详细探讨了专业篮球鞋对鞋底性能的各方面要求与研究现状,提出基于综合性能提升的篮球鞋鞋底形态设计方案,如基于支撑性与耐久性的鞋底形态设计、基于防滑性的鞋底形态设计等,并探究了专业篮球鞋现代化、智能化的设计方法与技术,以促进各项鞋底设计方案的实现,丰富专业篮球鞋产品设计的创新方法。

一种基于深度强化学习的频率捷变雷达智能频点决策方法

自卫式干扰机发射的瞄准干扰使多种基于信号处理的被动干扰抑制方法失效,对现代雷达产生了严重威胁,频率捷变作为一种主动对抗方式为对抗瞄准干扰提供了可能。针对传统随机跳频抗干扰性能不稳定、频点选取自由度有限、策略学习所需时间长等问题,该文面向频率捷变雷达,提出了一种快速自适应跳频策略学习方法。首先设计了一种频点可重复选取的频率捷变波形,为最优解提供了更多选择。在此基础上,通过利用雷达与干扰机持续对抗收集到的数据,基于深度强化学习的探索与反馈机制,不断优化频点选取策略。具体来说,通过将上一时刻雷达频点及当前时刻感知到的干扰频点作为强化学习输入,神经网络智能选取当前时刻各子脉冲频点,并根据目标检测结果以及信干噪比两方面评价抗干扰效能,从而优化策略直至最优。从提高最优策略收敛速度出发,设计的输入状态不依赖历史时间步、引入贪婪策略平衡搜索-利用机制、配合信干噪比提高奖励差异。多组仿真实验结果表明,所提方法能够收敛到最优策略且具备较高的收敛效率。

基于星点设计-效应面法联用正交设计优选抗骨质疏松颗粒的制剂工艺

目的用星点设计-效应面法(CCD-RSM)联用正交实验设计优选抗骨质疏松颗粒的制剂工艺。方法以溶媒用量、煎煮时间为考察因素,以有效成分补骨脂素、异补骨脂素总量和干膏收率的总评“归一值”(optical density,OD)为评价指标,用CCDRSM确定最佳提取工艺;以颗粒溶化性、吸湿率、水分、成型率、休止角为评价指标,用正交实验优选最佳成型工艺。结果最佳提取工艺为加水量12倍,提取2次,每次130 min;成型工艺为浸膏与辅料的比例为1∶2,可溶性淀粉与糊精的比例为1∶3,用体积分数为90%的乙醇制粒,75℃干燥,过16目筛整粒,即得。结论优选的制剂工艺条件稳定、可行,可为抗骨质疏松颗粒的实际生产提供依据。

基于人工智能的学术论文“反抄袭”素养实践

人工智能教育应用在赋能教育高质量发展的同时,也引发诸多伦理问题。研究以学术论文抄袭为例,提出一种旨在“以技治技”的问题解决思路和实践路径:借助人工智能技术创设“以学生为中心”“以过程为导向”“以协作为支撑”特征的干预方案,支持学生开展学术论文“反抄袭”素养实践。研究采用基于设计的研究方法,通过多轮次迭代实验揭示所提方案的应用效果,即方案不仅显著提升了学生的“反抄袭”认知和态度,而且从降低论文抄袭程度和提升论文写作质量两方面表明对学生“反抄袭”行为产生了积极影响。

梯度多胞材料的动态力学性能分析与设计研究综述

多胞材料是一种内部含有大量空穴和胞元的结构,具有轻质、高比吸能等特性,广泛应用于航空航天、交通运输和人体防护等碰撞/爆炸防护领域。引入梯度设计可实现多胞材料的有序耗能和载荷调控,满足不同情形和工况下的防护需求。对梯度多胞材料动态力学行为和设计的研究进展进行了综述,着重介绍了梯度多胞材料/结构在抗冲击、抗爆炸和模拟爆炸载荷加载3个方面的应用案例。首先,介绍了梯度多胞材料的分类,较系统地总结了梯度多胞材料在动态加载下的变形特征、冲击波模型、防护性能等方面的研究,阐明了梯度多胞材料的密度/强度梯度与惯性效应存在的竞争机制。其次,以冲击波模型为力学原理指导梯度多胞材料/结构设计,介绍了梯度多胞材料耐撞性反向设计、多种抗爆炸夹芯结构设计、计及弹靶耦合效应的爆炸载荷模拟器设计等策略,实现了最佳防护效果或载荷精准控制,为抗冲击/抗爆炸防护设计和快速评估提供理论基础和技术支撑。最后,展望了梯度多胞材料在极端环境加载、大能量冲击和强非线性载荷调控等需求下冲击防护领域的应用前景。

美国KEI导弹发展研究及性能分析

动能拦截弹(kinetic energy interceptor,KEI)主要用于拦截在助推段、上升段以及中段飞行的中远程和洲际弹道导弹,具有高速、高加速的特点。通过文献资料的研究分析和建模仿真,对KEI导弹的总体参数、气动参数、动力参数进行了反设计和研究,并对KEI导弹的飞行性能和拦截性能进行了仿真,结果表明:KEI导弹能够在约60 s内加速至6 km/s,并对典型目标具备在助推段/上升段拦截弹道导弹的能力,对国内拦截武器的发展和研究具有参考意义。

横向载荷作用下表征螺栓紧固结构松动特征参量的研究

为建立评价螺栓紧固结构在横向振动载荷作用下的松动判据,开展基于升降法的螺栓松动试验,联合有限元仿真计算,对螺栓紧固结构松动特征参量进行量化表征。首先,使用设计改进后的试验装置进行螺栓松动试验,在3种不同的预紧力条件下,通过升降法确定对应的3个最小横向松动载荷;然后,基于试验条件,建立带有螺纹接触面的螺栓紧固结构有限元模型,逐级施加横向载荷,直至有限元模型预紧力发生明显下降;最后,对被夹板接触面上的多个参量进行分析,讨论不同参量在螺栓发生松动时的变化情况。试验与仿真结果表明:螺栓紧固结构的松动主要受上、下被夹板接触面的摩擦力影响;在不同预紧力条件下,螺栓紧固结构发生松动时,其最小横向松动载荷不同,预紧力越大,最小横向松动载荷也越大;当螺栓紧固结构在3个最小横向松动载荷作用下发生松动时,得到的3个被夹板中心线上的位移量最大值基本相等;位移量最大值的数值与螺栓预紧力大小无关,属于螺栓紧固结构基本属性,因此将此位移量最大值作为螺栓紧固结构的松动特征参量,以表征横向振动载荷作用下螺栓紧固结构的松动。当螺栓紧固结构尺寸和预紧力已知时,基于该参量,可以计算出使螺栓发生松动的最小横向载荷幅值。研究成果可以为高速列车中的螺栓紧固结构防松设计提供依据。