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.

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。

LA-ICP-MSS多脉冲短时间剥蚀法锆石超薄增生边定年研究

锆石是一种相对稳健的定年副矿物,其颗粒常常发育增生边,然而厚度极小(一般<5μm),给获得精确年龄带来挑战。本文从制样方法、实验条件及数据算法三个方面开展了实验对比研究,以评价多脉冲短时间剥蚀法对天然锆石的超薄增生边(~1μm)LA-ICP-MS U-Pb测年的可靠性。实验结果表明:双面胶制样虽然速度快,但是样品显微观察和后续激光分析的观察效果不佳;树脂固定制样效率高,易于透射光和反射光观察,并有利于样品表面聚焦。激光分析条件下,5 Hz、2 s剥蚀相对于10 Hz、1 s剥蚀数据结果更为稳定。数据处理峰积分法优于截距法和均值法。综合上述方法,获得Plesovice和Qinghu锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄与推荐值在误差范围内一致,但是数据误差相对较大(~5%,1σ)。根据每个信号峰峰值的50%~60%来选择信号区间,监控标样Plesovice和Qinghu准确值均提高了约3%。多脉冲短时间剥蚀法、树脂固定制样与部分峰积分数据处理方法组合可以获得较好的定年结果。本方法为测定锆石增生边年龄提供了一套完整的解决方案,可为多期次的地质过程提供更有效的年代学约束。

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。

应用超声与物联网云计算技术的用水安全研究

面对日益严峻的用水安全挑战,寻求高效、精准的监测与管理手段尤为重要。针对非正常用水情况不易及时发现而造成损失的问题,开发了融合应用超声测流量与物联网云计算技术的用水安全系统。进行系统方案设计,通过对比分析,选择U型超声测流量方法;然后建立用水模型,开展正常用水与非正常用水的对比研究,得到爆管、渗漏和异常用水等情况的水流量特点,并根据三种非正常用水情况的特点,设计一套按照用水统计情况设定参数的判定算法;最后,搭建测试环境并开发测试程序,进行系统各功能测试。结果表明:按照设定的参数,所提系统可准确判定爆管、渗漏和异常用水等情况,并能及时关阀。经过适应性开发后,该系统可进一步推广至工厂、商场和写字楼等场景。

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。

地幔榴辉岩包体的同位素定年方法研究进展

地幔榴辉岩包体是寄主岩浆从地球深部地幔携带到地表的俯冲洋壳碎片,作为一种高压变质岩,它可能记录着有关大洋地壳原岩、板块俯冲以及后期交代变质过程等重要信息,因此其年龄也显得格外重要。通过统计全球超过500个已发表的地幔榴辉岩包体的年龄结果,对比几种常用的地幔榴辉岩包体同位素定年方法,讨论了不同方法的优缺点及适用情况。结果表明:金红石U-Pb和全岩Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf全岩等时线法一般给出的是寄主岩浆的年龄或地幔交代的时间,而榴辉岩中的硫化物Re-Os等时线年龄,锆石U-Pb上交点年龄,Sm-Nd、Lu-Hf石榴子石-单斜辉石双矿物等时线年龄以及锆石Hf亏损地幔模式年龄对于其原岩年龄及板块俯冲时代有较为可观的应用前景;地幔榴辉岩包体最古老年龄的峰值分布在3.1~2.8 Ga,与Kaapvaal和西伯利亚克拉通构造拼合的时间吻合,可能代表着全球地幔榴辉岩包体的最早形成时代,也预示着板块构造可能于中太古代开启。

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。

光伏组件输出特性的异常分类研究

光伏组件异常直接影响到发电量与组件的使用寿命,及时发现光伏组件异常并消除异常,将直接提高光伏组件发电效率。为准确检测光伏组件的异常状态,以Matlab平台为基础,模拟6种光伏组件异常状态,并分析输出特性,提出以输出特性曲线的五特征法判断异常类型。用Python语言搭建概率神经网络,并用粒子群优化算法优化平滑因子。用粒子群优化概率神经网络(PSO-PNN)模型训练异常数据,结果表明:概率神经网络对数据集较敏感,在较大的数据集,模型分类准确率高,能有效检测光伏组件异常状态。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

制造业数字化转型对绿色技术创新的影响——来自沪深A股上市制造业企业的证据

随着中国“碳中和”的推进和各类工业互联网等数字技术的发展应用,我国制造业企业的数字化转型以及低碳发展已经成为各界关注的重点。本文从技术整合能力的视角出发,运用实证分析的方法,选择2015~2020年中国沪深A股上市的142家制造业企业面板数据作为样本进行研究,以讨论制造业数字化转型与绿色技术创新之间的关系。本文运用文本挖掘法和熵值法对制造业企业的数字化水平与绿色技术创新水平进行测度,研究发现制造业企业的数字化水平与绿色技术创新之间呈现显著的倒“U”型关系,技术整合能力可以弱化企业数字化水平与绿色技术创新之间的倒“U”型关系,即制造业企业在提高技术整合能力的同时推进数字化转型,可以促进其绿色技术创新水平的提升。

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。