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          目錄信息
          第48卷,第7期
          刊出日期:2020年7月
          • 基于迭代控制搜索策略的分形图像压缩算法
            郑运平,李祥鹏 p1-6
            针对分形图像压缩算法编码时间较长的问题,提出了一种基于迭代控制搜索策略的快速分形图像压缩(ICSS)算法.当值域块寻找匹配的定义域块时,通过分形码的迭代更新次数来控制搜索过程,设置搜索终止条件,去除搜索过程中的低效搜索和无效搜索;同时计算图像块相似度时采用等距采样图像进行降维处理,进一步降低计算复杂度.实验结果表明:与经典算法文献算法相比,本文算法在保持图像压缩比不变的情况下,能获得更好的重建图像质量,且编码速度显著提升.
          • 基于语义分割的高原鼠兔目标检测
            陈海燕,陈刚琦 p7-12
            针对区域建议网络中锚点框引入背景噪声导致小目标检测精度低的问题,提出了基于语义分割的感兴趣区域生成方法.首先把感兴趣区域的搜索问题转化为前景和背景的二值语义分割问题;然后对语义分割所得的前景进行中值滤波及连通域分析,直接得到感兴趣区域的大小和位置,从而避免使用锚点框来生成感兴趣区域,减小了背景噪声对目标检测的影响.对自然场景下高原鼠兔目标进行检测,结果表明:基于语义分割的感兴趣区域生成方法最优F1值比区域建议网络高27.75%,检测精度更高.
          • 复杂电磁环境下多跳频信号盲检测
            李红光,郭英,齐子森,苏令华 p13-19
            为了在复杂电磁环境中实现多跳频信号盲检测,提出一种基于时频图连通域特征的多跳频信号检测算法.首先利用短时傅里叶变换与wigner-ville分布(STFT&WVD)组合时频方法完成时频变换,保证时频图的时频分辨率和交叉项抑制,并利用自适应二维维纳滤波去除背景噪声,提高算法抗噪性能;然后采用自适应阈值二值化算法对时频图二值化处理并进行8邻域连通域标记,提取每个连通域的特征组成分类特征集;最后利用改进的K均值聚类算法完成特征集分类,根据分类集统计结果和检测条件实现跳频信号检测.仿真结果表明:本文算法能够有效克服定频干扰、突发干扰和扫频干扰;在低信噪比条件下,算法聚类稳定性较好,跳频检测成功率较高.
          • 基于稀疏表征的异常点检测方法
            徐晓丹,姚明海,刘华文 p20-25
            为了提高异常检测算法在高维数据上的性能,提出了一种基于稀疏表征的孤立点检测(ODSR)方法.将实例表征为其他实例的稀疏线性组合,得到所有实例的近邻关系矩阵,并使用基于图谱理论的谱聚类方法识别异常点.该方法具有自动选择近邻的优势,能有效地得到近邻关系,并解决传统近邻算法中的k值选择困难问题.将ODSR与6种流行的异常检测算法在11个真实数据集上进行了综合实验比较,结果表明ODSR的复杂度及曲线下面积(AUC)值及稳定性更高.
          • 关键基础设施网络关联脆弱性评估的本体配置
            朱晓寒,李向阳,刘昭阁 p26-32
            面向城市关键基础设施网络(CIN)关联脆弱性评估中的多源知识融合,提出一类知识本体配置方法,包括本体建模与本体匹配两个串行联动的部分.首先,结合历史案例与文献,溯源CIN关联脆弱性评估涉及的情景、关联、评估三方面知识要素,建立了CIN关联脆弱性评估的知识本体模型.然后,为实现多源本体智能化配对,建立基于本体检索与本体匹配评估的本体匹配算法,支持相关知识的动态有效融合.最后,通过一个用例验证本体配置方法的合理性.用例结果表明:本体配置方法能够集成CIN关联脆弱性评估的各类知识,避免多组织协同过程中的知识语义和结构冲突.
          • 仿生机器鱼快速启动的水动力性能数值模拟
            冯亿坤,刘焕兴,宿原原,苏玉民 p33-39
            基于计算流体力学(CFD)方法,建立了鱼体-流体耦合的三自由度(3-DoF)自由游动的计算模型,对仿生金枪鱼模型的C-型快速启动进行了模拟.鱼体由静止开始,经过C-型快速启动之后,进入滑行阶段.对整个过程中鱼体的游动性能、水动力性能、流场速度矢量分布和三维涡结构进行分析.结果表明:在阶段1,鱼体后部快速地弯曲成C-型,首摇角速度ωz快速向负向(顺时针方向)增加至峰值之后缓慢减小,导致鱼体快速转向;在阶段2,鱼体后部快速地弹出C-型,首摇角速度ωz快速向正向(逆时针方向)增加至峰值之后迅速减小,同时纵向速度(Ux)快速向前进方向增加至幅值之后保持不变;在滑行阶段,鱼体以C-型启动获得的Ux向前滑行;在整个C-型启动阶段共有两个涡环产生,每个涡环产生一个射流,在阶段1产生的射流使得鱼体快速转向,在阶段2产生的射流使得鱼体快速向前滑行.
          • 变论域模糊控制在X舵抗干扰操纵中的应用
            黄斌,吕帮俊,彭利坤,刘金林 p40-46
            为了发掘X舵潜艇在持续高强度随机干扰环境下稳定操纵的能力,建立了某型X舵潜艇六自由度运动模型,分析了X舵的操纵规律,在X舵模糊控制主体、智能模糊积分环节及控制权限动态分配三个方面对X舵模糊控制系统进行了设计.仿真计算表明:模糊控制系统在潜艇低频和高频随机干扰力和力矩峰值分别为500 kN和400 kN•m的作用下,基本能将深度和姿态稳定在期望值,控制效果明显好于比例积分微分(PID)控制器,但在高频干扰下存在小范围抖振现象.采用变论域思想对模糊控制系统进行改进,对深度、纵倾、横倾和航向的误差变化率采用论域在线调节机制,在同样的干扰环境下能够消除深度和姿态的抖振,实现对潜艇复杂条件下航行的精准稳定控制.
          • 基于LSTM神经网络的畸形波预测
            赵勇,苏丹,邹丽,王爱民 p47-51
            采用长短时记忆(LSTM)神经网络预测方法对某岛礁地形模型的四个典型波浪试验数据进行预测分析,并建立了单步和多步预测模型.首先对波高时间序列数据进行归一化处理;然后建立了包括输入层、隐藏层和输出层的LSTM网络模型框架;最后对测试样本进行单步预测,将预测结果与支持向量机(SVM)模型和反向传播(BP)模型进行了对比.结果表明:LSTM神经网络预测精度有明显优势;多步预测中,提高预测时长其预测精度并无明显降低.
          • 基于时滞特性的超空泡航行体预测控制
            韩云涛,许振,白涛,张骁 p52-58
            针对航行体在运动条件下存在的时滞问题,提出了一种状态空间预测控制方法.首先,考虑航行体动力学模型的时滞特性,将模型中非线性滑行力分解为时滞与非时滞两部分,通过相应变换推导出航行体的线性变参数(LPV)时滞模型.然后,针对航行体的参数摄动,利用多胞形理论得到LPV系统的等价模型,减小在线实时计算量.最后,将实时可测参数信息与预测模型相结合设计状态空间模型预测控制器,研究系统的动态性能.仿真结果表明,该控制器对具有时滞特性的超空泡航行体有良好的控制效果及抗扰动能力.
          • 柴油-天然气RCCI发动机燃烧过程数值模拟
            张尊华,邵超凡,李格升,梁俊杰 p59-64
            在Z6170双燃料发动机的基础上,采用CONVERGE软件建立柴油-天然气反应活性控制压燃(RCCI)发动机数值计算模型,分析第一次喷油始点、第二次喷油始点及低活性燃料比例对RCCI发动机燃烧过程的影响规律;将过氧化氢烷(QOOH)与羟基(OH)分别作为缸内低温着火标志物与高温着火标志物,分析缸内可燃混合物着火-燃烧过程.结果表明,随着喷油始点滞后,正庚烷浓度梯度提升,高温着火始点随之提前.仅当第二次喷油始点由705 °CA上止点后(ATDC)滞后至710 °CA ATDC,喷射的燃油在缸内被直接压燃,着火时刻推迟,高温着火始点滞后1.10 °CA.随着低活性燃料比例的提升,低温着火时刻与高温着火时刻均显著推迟.此时,随着喷射燃油量减少,缸内预混当量提升幅度较弱,导致缸内燃烧速率减小,放热率峰值降低.
          • 艇体对螺旋桨紧急倒车诱导涡的影响
            王超,李鹏,王文全,韩阳 p65-70
            为探究艇体对紧急倒车时螺旋桨诱导涡的影响,基于大涡模拟(LES)湍流模型,以Star CCM+为工具,对Sub-off后的E1619桨周围的流场特性进行计算,并对网格和时间步长进行收敛性分析,提高计算结果的可靠性.计算结果表明:上游艇体的存在会明显加剧螺旋桨诱导涡的变形和演化,进而增加其载荷波动程度及载荷平均值,反之,螺旋桨的紧急倒车运转亦会增加艇体阻力的均值和波动;极限载荷工况下桨叶间的流动分离是造成环状涡急剧变形和分离的重要原因.
          • 基于里兹法的圆柱壳振动特性分析
            庞福振,高聪,李玉慧,秦宇璇 p71-76
            基于一阶剪切变形理论构建分析模型,引入耦合弹簧技术模拟圆柱壳结构不同边界条件;位移函数采用改进的傅里叶级数以消除边界条件的不连续性,并基于里兹法求得出中厚功能梯度圆柱壳固有频率,在收敛性分析的基础上,研究不同边界条件、结构参数和材料参数对中厚功能梯度圆柱壳自由振动特性的影响,并将计算结果与文献、试验和有限元结果进行对比,验证本文方法的可行性.研究结果表明:同一模态参数下,功能梯度圆柱壳含有自由边界的频率参数较其他边界小;圆柱壳结构厚度对频率参数影响较大;剪切修正因子及幂指数对结构频率参数影响较小.
          • 环境扰动下的深海试验平台变深机动风险评估
            马向能,王少腾 p77-82
            针对深海试验平台变深机动过程中由外部环境扰动造成的变深失效风险,提出虚拟样机结合蒙特卡罗模拟的定量风险评估方法,完成深海试验平台变深机动风险评估.以深海试验平台运动仿真模型为风险评估模型,将环境因素作为风险源,通过对仿真模型施加外部环境扰动完成深海试验平台故障情景再现,基于统计学方法得到环境因素扰动下的深海试验平台变深失效风险概率值.最后对风险源进行敏感度分析,结果表明跃层强度对深海试验平台变深风险的影响最大.
          • 黄土含量对太原砂液化特性影响的试验研究
            程科,苗雨,彭涛 p83-87
            以太原地铁项目现场原状土为基础,通过一系列不排水循环三轴试验,对太原砂-黄土重塑混合料的液化特性进行了试验研究.结果表明:黄土含量(Lc)对太原砂液化特性影响显著;在循环荷载作用下,太原砂-黄土混合料试样与太原砂试样液化破坏过程不同;混合料的液化强度(CRR)随着Lc的增加呈现非线性变化的规律;有效围压、动荷载频率、相对密度等因素均会对混合料CRR产生影响.最后根据试验数据提出了不同细粒含量混合料CRR评价模型.该模型适用性较好,可为工程实践提供参考.
          • 基于NMR的再生混凝土干湿循环可靠性评估
            陈克凡,乔宏霞,王鹏辉,彭宽 p88-92
            为了得到干湿循环环境下再生混凝土的损伤规律及可靠度,设计了再生混凝土干湿循环试验,运用核磁共振技术采集不同干湿循环次数下的T2谱及孔隙度,分析了干湿循环试验下孔隙发展及孔隙度变化,得到了干湿循环环境下再生混凝土损伤规律.以再生混凝土孔隙度作为损伤变量以及退化参数,运用Weibull分布函数建立再生混凝土干湿循环的可靠度函数.研究结果表明:随着干湿循环次数的增加,再生混凝土中孔隙相互连通发展为更大尺寸的孔隙,再生混凝土孔隙度不断增长,可靠度为80%的再生混凝土干湿循环次数为119.
          • 机制土坯砖砌体基本力学性能试验研究
            周铁钢,刘文辉 p93-98
            针对土坯房屋存在安全性能差、材料强度低的缺点,对机制土坯砖的适用灰浆进行了研究.通过对14种灰浆设计的14组42个砌体试件进行通缝抗剪强度试验.针对其中两种黏结性能较好的改性灰浆及土基灰浆制作3组7个砌体试件进行轴心抗压强度试验,分析了砌体试件的破坏特征和试验结果,总结了影响砌体抗剪强度和抗压强度的影响因素.试验结果表明:对机制土坯砖适用灰浆的探索研究效果较佳,当胶粉掺量为水泥质量分数的5%~10%、灰砂比控制1:4~1:5、纤维素醚的掺量小于水泥质量分数的0.5%时,机制土坯砖砌体专用灰浆及相应砌筑砌体的各方面性能较好.
          • 土工合成材料界面剪切破坏机理和峰值强度分析
            林海,韩卓韦,施建勇 p99-106
            利用大型饱和直剪仪开展了光面土工膜(GMS)/土工布(GT)界面、糙面土工膜(GMX)/GT界面和GMX/土工膨润土衬垫(GCL)界面剪切试验,并对相似材料构成的不同界面之间的剪切强度特性进行了比较分析.结合试验现象和前人研究成果,阐述了GM,GT和GCL界面剪切的破坏机理和强度特征.GM/GT和GM/GCL界面剪切强度可以分解为界面摩擦、土工布纤维在GMX糙面凸点上的勾扯效应和膨润土对界面剪切的润滑效应三部分.根据已有的国内外相关试验结果,对土工合成材料界面峰值剪切强度各组成部分进行了定量统计分析.
          • 基于CUDA流技术的深度学习系统优化
            蒋文斌,刘湃,陈雨浩,张杨松 p107-111
            为了在不损失模型准确率的同时优化Caffe深度学习框架的训练速度,提出了一种面向Caffe并基于计算统一设备架构(CUDA)流技术的深度学习系统优化方法,以便充分利用GPU资源,提高计算的并行度.在Caffe网络的各层使用异步CUDA流,使其运行在独立线程以并行执行GPU计算任务;同时将批处理块划分成多个数据片,使用调度算法在前向传播和反向传播过程中以流水线形式进行处理.在数据集MNIST和CIFAR-10上的实验结果表明:优化后的系统在训练速度上有明显提升,同时准确率基本无损失.
          • 基于零知识证明的区块链隐私保护算法
            李龚亮,贺东博,郭兵,路松峰 p112-116
            为了更好地解决在区块链中完成交易时所存在的隐私问题,在Paillier加密算法的基础上,提出了一种既能够对交易数据加密又能够支持零知识证明的区块链隐私保护算法.首先在应用端生成交易后的密文和零知识证明过程中所需要的证据,然后在智能合约端利用证据对交易结果进行合法性校验.基于联盟链中的Fabric平台,分别使用32和64 bit的交易数据对其进行测试,结果表明:所提算法不仅可以保护用户在区块链中完成交易时的隐私,而且具有较高的运行效率.
          • 基于变分模态分解的故障弱信息提取方法
            刘秀丽,徐小力,吴国新,张雪英 p117-121
            针对从非线性非平稳动态信号中提取故障敏感特征困难的问题,提出一种变分模态分解(VMD)与小波分析方法相结合的振动信号预处理方法.首先对信号进行VMD,然后采用改进小波方法处理各分量,最后对处理后的各分量进行重构.利用VMD-改进小波信号处理模型对第三级行星轮磨损振动信号处理分析,结果表明:VMD-改进小波方法能有效降低噪声干扰,凸显各特征频率.将提出的方法、VMD,EEMD,EMD分别与改进阈值小波、模平方阈值小波、硬阈值小波及软阈值小波的方法相结合,计算其峭度、信噪比和均方根误差,结果表明本方法的准确性更高.
          • 斜面油垫静压轴承热油携带影响下的温升特性
            张艳芹,冯雅楠,倪世钱,罗义 p122-127
            以周向倾角0.028°动压承载效果较优的斜面式双矩形油垫静压轴承为对象,进行油膜热油携带及温升特性研究.从缝隙流动机理出发建立油膜热油携带数学模型,对该型号静压轴承常用7种载荷和12种转速工况进行流体仿真分析,探索热油携带影响下的油膜温升规律,并进行油膜性能实验.研究发现:当转速10~100 r/min时,部分载荷工况发生油膜热油携带现象;而当转速超过100 r/min时,所有承载范围内均会发生油膜热油携带现象,且油膜温升曲线有尖点,热油携带影响下的油膜温度急剧升高,油膜热累积现象加重.
          • 基于高维混合模型与遗传算法的离心泵叶片优化
            姜丙孝,杨军虎,白小榜,王晓晖 p128-132
            提出了一种基于机器学习的高维混合模型用于离心泵的叶片优化方法.选用一台低比转速离心泵,以离心泵叶轮叶片为研究对象,通过对叶片型线拟合分离多变量参数,利用支持向量机的高维表示方法,结合计算流体动力学软件,经过对训练集的机器学习,构建了离心泵叶片型线优化的代理模型.依据遗传算法求解离心泵多变量代理模型,预测了离心泵效率最高点及在该点时的叶片型线几何参数.运用数值模拟和试验研究的方法验证了预测数据,结果表明:数值模拟性能曲线与试验结果大体相符;在设计工况点,经代理模型优化后的数值模拟效率值较原型泵提高了2.61%,扬程提升了0.82 m,试验效率值较原型泵提高了2.1%,扬程提升了0.75 m.

          主管:教育部

          主辦:華中科技大學

          主編:李元元

          刊號:ISSN 1671-4512

             CN 42-1658/N

          郵發:國內 38-9

             國外 M 487

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