基于残差U-Net和自注意力Transformer编码器的磁场预测方法

利用有限元方法对几何结构复杂的电机和变压器进行磁场分析,存在仿真时间长且无法复用的问题。因此,该文提出一种基于残差U-Net和自注意力Transformer编码器的磁场预测方法。首先建立永磁同步电机(PMSM)和非晶合金变压器(AMT)有限元模型,得到深度学习训练所需的数据集;然后将Transformer模块与U-Net模型结合,并引入短残差机制建立ResUnet-Transformer模型,通过预测图像的像素实现磁场预测;最后通过Targeted Dropout算法和动态学习率调整策略对模型进行优化,解决拟合问题并提高预测精度。计算实例证明,ResUnet-Transformer模型在PMSM和AMT数据集上测试集的平均绝对百分比误差(MAPE)均小于1%,且仅需500组样本。该文提出的磁场预测方法能减少实际工况和多工况下精细模拟和拓扑优化的时间和资源消耗,亦是虚拟传感器乃至数字孪生的关键实现方法之一。

便捷填充U型管盐桥的制备与探索

Cu-Zn原电池实验是基础化学实验的重要组成部分,盐桥批量制备的品质是实验的关键,常规操作的温度高、消耗大、效率低。本文分别从U型管盐桥的填充材料和灌装方式两方面进行研究。针对盐桥的制作难度及功能特点进行探索,对琼脂和可溶性淀粉载体盐桥的导电能力、凝结时间进行分析。改进灌装方式,针对大批量盐桥制作需求,设计半自动式灌装机代替传统人力操作,提高盐桥的制作效率。为化学实验中盐桥的制备提供便捷高效的解决方案,提高相关实验数据的准确性和稳定性。

基于范数灰关联-动态功效系数法的机坪U型区空间效率评估

为了确定机坪U型区空间效率评估指标体系及其指标的重要程度,分别从机坪设计和机坪运行两个维度建立机坪U型区空间效率评估指标体系。基于此提出了基于范数灰关联-动态功效系数法的机坪U型区空间效率评估方法。并以10个国内大型运输机场航站楼对应的U型区机坪为例进行计算,得到了影响机坪U型区空间效率各指标的权重及各机场航站楼对应的U型区机坪的空间效率评分。提出在U型区设计时应着重考虑指廊边机位个数、U型区指廊纵深和U型区底边长度3个指标。结果表明,该方法能够较为科学地对机坪U型区空间效率影响因素进行综合分析,有效评判不同构型机坪U型区空间效率。

U937细胞激活试验方法的建立及应用

建立U937细胞系激活试验(U-SENS^(TM))方法,并评价该方法作为体外替代方法用于评估化妆品原料的皮肤致敏性检测的可行性。参照经合组织(OECD)化学品检测指南的TG 442E中U-SENS^(TM)试验流程,对16种化学物质进行检测,并在4个实验室进行8种参考物质的盲样检测。结果显示,其中15种受试物检测结果与小鼠局部淋巴结试验(LLNA)方法的结果均一致,与LLNA相比总体准确性为100%(15/15),与人体数据相比总体准确性为85%(11/13);4个实验室对8种OECD参考物质检测的准确率均为100%。成功建立了U-SENSTM试验方法,为筛选皮肤致敏原提供参考。

Nb元素含量对U-Nb合金显微组织和比热容的影响

U-Nb合金具有良好的耐腐蚀性、结构稳定性和加工性,是核领域重要的结构材料。制备了不同Nb元素含量的淬火态U-Nb合金,对其显微组织和比热容进行了研究。结果表明:淬火态U-2Nb合金中存在大量粗针状马氏体;随着Nb元素含量的增加,马氏体逐渐消失,U-Nb合金形成等轴晶组织;随着Nb元素含量增加和温度的升高,U-Nb合金的比热容逐渐增大;当温度超过650℃时,U-Nb合金发生了相变,比热容显著减小。

基于第一性原理GGA+U方法研究Si掺杂β-Ga_(2)O_(3)电子结构和光电性质

采用基于密度泛函理论的GGA+U方法,计算了本征和Si掺杂β-Ga_(2)O_(3)的形成能、能带结构、态密度、差分电荷密度和光电性质.结果表明,Si取代四面体Ga(1)更容易实验合成,得到的β-Ga_(2)O_(3)带隙和Ga-3d态峰值与实验结果吻合较好,且贫氧条件下更倾向于获得有效掺杂.Si掺杂后,总能带向低能端移动,费米能级进入导带,呈现n型导电性;Si-3s轨道电子占据导带底,电子公有化程度加强,电导率明显改善.随着Si掺杂浓度的增加,介电函数ε_(2)(ω)的结果表明,激发导电电子的能力先增强后减弱,与电导率的量化分析结果一致.光学带隙增大,吸收带边上升速度减慢;吸收光谱结果显示Si掺杂β-Ga_(2)O_(3)具有较强的深紫外光电探测能力.计算结果将为下一步Si掺杂β-Ga_(2)O_(3)实验研究和器件设计的创新及优化提供理论参考.

基于改进U-Net的冬季休眠期矮化苹果树修剪枝条分割方法

针对冬季休眠期矮化苹果树果园修剪中人工修剪及半自动化修剪作业效率低的问题,在U-Net网络模型基础上,通过VGG16与U-Net结合构建改进的U-Net网络模型,采用VGG16作为上采样特征提取网络,运用注意力机制SEnet增强图像特征提取能力,提升分割精度,进而与下采样提取的图像特征进行融合,实现端到端图像分割效果。结果表明,测试集上SE2网络模型(改进U-Net网络模型)的MIo U、MPA均大于原始U-Net网络模型;在SE2网络模型中,当r=8时测试集的MIo U、测试集的MPA、训练集的F_(score)、测试集的F_(score)均最大,分别为89.59%、94.17%、0.942806、0.944506;在试验台上对SE2网络模型(r=8)进行性能验证,表明SE2网络模型(r=8)分割性能较好。

U型障碍物多方向多层填充的移动机器人改进蚁群算法

针对传统蚁群算法在移动机器人路径规划中典型的U型障碍物死锁问题,提出了一种U型障碍物多方向多层填充的改进蚁群算法。首先证明了路径规划的最优解不会进入U型障碍物之中;其次证明了运用此多方向多层填充法在填充U型障碍物解决死锁问题的同时,不会造成原有通路的阻塞,具有原通路保持性,且填充的迭代次数与迭代总时间少;之后对填充图形的迭代次数给出了理论性的判定,此填充方法不仅适用于U型障碍物还适用于其它可填充区域,且其对于可填充区域可实现完全填充;最后将此填充方法与蚁群算法结合。仿真结果表明,改进蚁群算法相比于传统蚁群算法有效率提升。

基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。

地下工程U形阶梯洪水入侵流场的三维数值模拟

为研究地下工程U形阶梯在洪水入侵灾害工况下的流场特性,利用三维计算流体力学(CFD)以及VOF多相流模型,对不同进水水深、进水流速以及进水位置工况下阶梯通道内的流场特性进行了三维流场数值模拟。结果表明:洪水从阶梯通道上方进口流入后,会在阶梯靠近栏杆处形成低速区,人员可经此低速区逃生;合理地设计阶梯通道的进门位置,有利于通道内侧低速区的形成;相较于进口流速,进口水深对阶梯上水深与流速的影响最为明显,进口水深越低,阶梯上水深与流速越低,越利于人员逃生。

内蒙古贺根山蛇绿岩的形成时代:来自辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

内蒙古贺根山蛇绿岩是兴-蒙造山带最年轻的蛇绿岩带,被认为是华北板块和西伯利亚板块碰撞的缝合线向东延伸的部分,其代表的古洋盆的形成和关闭时限,一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素方法,获得贺根山蛇绿岩中辉长岩的年龄为357.9±1.5Ma,这代表了贺根山蛇绿岩的结晶年龄。结合前人研究成果,推断贺根山蛇绿岩形成于洋内弧后盆地环境。

基于YOLOv5和U-NET的多目标药盒抓取系统设计

目的解决传统机器视觉机器人抓取系统对多目标及复杂目标背景分割不精确导致的目标定位精度差而影响机器人抓取效率的问题,提出一种新的深度学习抓取识别定位系统。方法搭建由Delta机械臂、PC上位机、双目相机等组成的硬件系统,对工业部署常用的YOLO系列算法进行对比研究。将YOLO与U-NET相结合,用于目标的检测和分割。在精确分割出属于目标和背景目标的像素区域的同时,计算边缘和中心位置信息,运用立体视觉技术得到三维位置,并转换为世界坐标系,由PC机引导机械臂去完成抓取任务。结果深度学习目标检测和图像分割相结合的系统在较复杂背景、多目标的场景下比未添加图像分割的算法拥有更好的目标定位精确度。结论YOLOv5和U-NET相结合的目标定位抓取方法具有较高的鲁棒性,达到了并联机械臂的抓取要求。该方法能够运用于其他多自由度机械臂上,具有良好的应用价值。

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律--以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数(Kp)分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。

基于有限元法的U型钢卡缆受力分析研究

随着煤矿开采深度增大,支护难度也成倍提升。U型钢可缩性支架被广泛地应用于深部矿山巷道支护。卡缆是U型钢可缩性支架的关键部件,其性能直接影响着U型钢支架的支护承载性能。在理论分析U型钢拱形支架在不同受载情况下的变形特点的基础上,借助ABAQUS有限元数值计算软件,分别研究了双槽夹板卡缆在圆弧形和椭圆弧形2种型钢搭接段滑移时的力学特性,并且分析了U型钢螺栓的受力特征,得到了双槽夹板卡缆对U型钢拱形支架的约束作用会受到搭接段曲率不匹配度的影响的结论,提出了控制U型钢失效的建议。对于确保地下工程U型钢支架的稳定支护具有重要意义。

高等级公路42 m先张法预应力薄壁体U型梁施工技术探讨

针对42 m先张法预应力薄壁体U型梁施工的技术难点,文章依托某高速公路施工项目,通过分析U型梁施工的主要工序,研究了预制梁场布置、混凝土配合比设计及钢绞线分阶段张拉,提出了U型梁预制施工工艺和关键技术。在预制梁工程中,提出完善的分阶段温控蒸汽养护系统及方法,介绍了混凝土浇筑过程中同步安装模板的施工工艺,制订并实施了成品U型梁的静态承载力检测方案,研究成果可为U型梁的预制生产提供经验。

节段预制拼装变截面U形梁BIM技术应用

短线法U形梁在城市轨道交通中应用较少,如何在拼装过程中控制桥梁合理线形尤为重要,为此提出了一种基于BIM技术快速合理的预拼装方法。首先,利用Revit软件对U形梁桥梁构件建模,并对其进行参数化设计。确保桥梁构件的精确性和可调整性,为后续施工提供了坚实基础;然后将Revit模型与施工进度计划导入Navisworks软件,利用该软件的TimeLiner(时间轴)功能,进行详尽的施工模拟。这一模拟过程能够预先判断拼装过程中可能出现的偏差,并据此对施工工序进行更为合理的安排。这种前瞻性的施工规划不仅有助于缩短施工周期,还能有效节约资源,提高整体施工效率。提出的基于BIM技术的预拼装方法为城市轨道交通中短线法U形梁的应用提供了一种高效、精确且节约资源的解决方案。

U-PARK智慧停车创新理念研究及实践探索

停车难、行车难是城市化进程发展到一定阶段不可避免的产物,针对国家提出的“新基建”、“绿色转型”等政策,城市向地下空间延伸已是不可逆转的趋势。该文提出U-PARK智慧停车创新理念,依托南京示范工程,阐述了建筑、结构、高密度立体停车架构、智慧管理系统设计,引入了适合于密集建筑区超深地下空间开发的机械掘进悬吊拼装竖井施工工艺,并对投融资模式、经济效益及运营模式进行简要分析,对衍生技术的未来应用场景进行展望。

LSDA+U方法研究PuO_2电子结构和成键特征

采用LSDA(局域自旋密度近似)+U(有效库仑相关能)方法计算研究了PuO2的电子结构和成键特征。计算的平衡体积和半导体带隙分别为0.03875 nm3和0.18 eV,与实验结果符合得很好。能态密度和电子密度的分析表明PuO2并不是纯粹的离子晶体,Pu5f和O2p轨道杂化形成共价键。计算结果有助于理解PuO2晶体中Pu5f电子的关联效应。

基于流热固耦合的U型管式熔盐换热器温度场与应力场分析

熔盐换热器因其系统压力低、运行稳定以及经济性能好等特点在太阳能、核能和高温制氢等领域得到广泛应用。由于熔盐运行温度高,冷热流体温差大,导致熔盐换热器主要部件中产生的热应力不可忽略。本文采用流热固耦合方法分析U型管式换热器的温度场与应力场,首先运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析获取了换热器主要热性能参数,并与实验结果进行对比,最大偏差约3.07%,验证了CFD流体仿真结果的准确性。在此基础上,对熔盐管壳式换热器运行工况下的传热过程进行了详细分析,获得换热器流场和温度场。最后,通过Ansys workbench有限元软件计算得到由流场、压力场和温度场耦合产生的应力场,并着重分析了与换热管及壳体相连接的管板的应力分布,给出了管板最高应力值及某些路径的应力变化规律。结果表明:应力较大的部位发生在管板的布管区与非布管的连接区域,位于近壳侧的换热管内壁处,距离管板下端面约2 mm的位置。可为熔盐换热器实际运行和结构设计提供重要参考。

外包不锈钢管中空夹层钢管混凝土压弯构件N_(u)-M_(u)相关曲线研究

外包不锈钢管中空夹层钢管混凝土构件结合了中空夹层钢管混凝土(CFDST)与不锈钢的优点,在桥墩、海洋平台与输电塔结构中有广泛应用前景。为此,该文基于前期试验,采用自编纤维模型法程序对225个外包不锈钢管CFDST压弯构件进行了系统分析。研究了各参数对该类压弯构件典型N/N_(u)-M/M_(u)曲线的影响,并将相关曲线与普通外包碳素钢管CFDST构件进行了对比,最后提出了该类压弯构件N/N_(u)-M/M_(u)相关曲线方程。分析结果表明:该文自编纤维模型法程序可较好预测外包不锈钢管CFDST构件压弯承载力以及N/N_(u)M/M_(u)曲线的发展;混凝土强度、内管径厚比、钢材屈服强度、空心率、名义含钢率与长细比影响N/N_(u)M/M_(u)曲线的形状;由于不锈钢材料明显的应变强化效应,相比于外包碳素钢管CFDST构件,外包不锈钢管CFDST构件的N/N_(u)-M/M_(u)曲线接近于钢结构;基于试验与参数分析结果以及外包碳素钢CFDST计算公式,得到了外包不锈钢CFDST相关曲线特征点公式和曲线方程,与程序计算结果吻合较好。