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海洋环境无线电能系统的参数设计及优化方法
1
作者 张克涵 李鑫阳 +3 位作者 代凡 冯佳明 闫争超 毛昭勇 《电源学报》 北大核心 2025年第2期188-195,共8页
针对涡流损耗问题,提出海水中无线电能传输系统参数的设计优化方法,能使系统电能传输效率最优。首先,在海水中通电线圈电磁场分析的基础上,利用涡流损耗等效阻抗,得到海洋环境无线电能传输系统的等效互感模型。其次,在初、次级侧线圈位... 针对涡流损耗问题,提出海水中无线电能传输系统参数的设计优化方法,能使系统电能传输效率最优。首先,在海水中通电线圈电磁场分析的基础上,利用涡流损耗等效阻抗,得到海洋环境无线电能传输系统的等效互感模型。其次,在初、次级侧线圈位置固定时,建立涡流损耗等效阻抗与系统工作频率及线圈匝数的关系表达式,并利用传输系统两侧线圈验证了涡流损耗等效阻抗计算方法的可行性。最后,以海水中LCC/S型无线电能传输系统的能量模型为基础,采用粒子群优化算法进行最大传输效率寻优。利用优化参数,搭建实验测试系统,结果显示,在模拟海洋环境中,当传输功率为1 kW时实验系统整体效率可达84%。 展开更多
关键词 海洋环境 磁耦合谐振 涡流损耗 涡流损耗等效阻抗 粒子群优化算法
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改进Canny算子在零件尺寸测量中的应用
2
作者 张晓阳 何军红 +1 位作者 牛云 张御 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期625-631,共7页
零件尺寸视觉测量目前多采用像素级的边缘检测算法,不能满足高精度的测量需求。为提高零件尺寸测量精度,提出一种基于改进Canny算子的亚像素级零件尺寸测量方法。首先采用自适应中值-高斯滤波对零件图像进行滤波处理,在保留较多边缘信... 零件尺寸视觉测量目前多采用像素级的边缘检测算法,不能满足高精度的测量需求。为提高零件尺寸测量精度,提出一种基于改进Canny算子的亚像素级零件尺寸测量方法。首先采用自适应中值-高斯滤波对零件图像进行滤波处理,在保留较多边缘信息的同时有效去除噪声;然后对图像进行梯度计算并通过二次插值寻找边缘点;其次通过编写的链接算法对边缘点进行链接并进行双阈值处理,提取到图像亚像素边缘轮廓;最后获取轮廓的最小外接矩形并得到零件尺寸。实验表明,该方法有效解决了零件轮廓的精确定位问题,测量误差在1个像素尺寸以内,在保证测量精度和测量效率的同时具有较高的稳定性。 展开更多
关键词 视觉测量 CANNY 亚像素边缘检测 二次插值 最小外接矩形
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水下加筋板-声空腔耦合损耗因子计算方法研究
3
作者 陆斌 盛美萍 +2 位作者 郭志巍 程一鹏 杨长江 《船舶力学》 北大核心 2025年第7期1159-1166,共8页
加筋板结构因其具有较高的结构刚度和强度,被广泛应用于船舶结构设计。本文在加筋板分频段分析模型基础上结合声空腔子系统统计能量分析(SEA)参数计算方法,建立了加筋板结构与声空腔间的辐射效率计算模型,并考虑流体负载的影响,从而获... 加筋板结构因其具有较高的结构刚度和强度,被广泛应用于船舶结构设计。本文在加筋板分频段分析模型基础上结合声空腔子系统统计能量分析(SEA)参数计算方法,建立了加筋板结构与声空腔间的辐射效率计算模型,并考虑流体负载的影响,从而获得了水下加筋板-声空腔耦合损耗因子计算方法,进一步使用SEA商用软件对计算方法进行了验证。研究分析了流体负载和结构加筋对耦合特性的影响,结果表明:流体负载和结构加筋主要影响耦合结构截止频率以下频段的辐射效率和耦合损耗因子,对截止频率以上的频段影响较小。研究成果可为船舶舱室噪声预报与声学设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 加筋板 板-声腔耦合系统 统计能量分析 耦合损耗因子 辐射效率
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基于Prony算法和卡尔曼滤波的月降水随机预报模型
4
作者 张航 宋松柏 +1 位作者 刘允龙 栾伟琦 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期343-353,共11页
为解决传统季节性自回归积分滑动平均(seasonal autoregressive integrated moving average,SARIMA)模型在处理非线性关系和实时数据的快速适应等方面的问题,提出2种基于卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)数据融合的改进模型。模型通过分别... 为解决传统季节性自回归积分滑动平均(seasonal autoregressive integrated moving average,SARIMA)模型在处理非线性关系和实时数据的快速适应等方面的问题,提出2种基于卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)数据融合的改进模型。模型通过分别构建自回归(autoregressive,AR)模型和基于MUSIC算法定阶的Prony全极点AR模型(prony autoregressive model,PAR)作为卡尔曼滤波的状态转移矩阵,利用滤波递推估计进行SARIMA模型预测序列的实时更新,即SARIMA-AR-KF模型和SARIMA-PAR-KF模型。选取渭河流域15个气象站月降水序列进行预报模型验证,结果表明:SARIMA-AR-KF模型相对于SARIMA模型的可决系数(R^(2))和纳什效率系数(ENS)分别提升6.8%~21.5%和6.4%~19.4%,SARIMA-PAR-KF模型相对于SARIMA-AR-KF模型的R^(2)和ENS分别提升7.3%~22.1%和6.8%~19.8%,SARIMA-PAR-KF模型显著改进了SARIMA-AR-KF模型的预测性能,可为月降水预报提供一种新的途径。 展开更多
关键词 SARIMA模型 MUSIC算法 PRONY算法 卡尔曼滤波 降水预报 渭河流域
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采用小波分析的风力机叶片声发射信号处理与分析
5
作者 官宇楠 王超 宋博扬 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第5期209-216,共8页
为有效对风力机叶片损伤进行在线监测,采用小波分析技术对风力机叶片运行状态下的声发射信号进行降噪和时频分析。采用多通道高频采集设备搭配声发射传感器,搭建双通道声发射信号在线检测系统,实时采集某型全尺寸叶片带伤运行声发射信号... 为有效对风力机叶片损伤进行在线监测,采用小波分析技术对风力机叶片运行状态下的声发射信号进行降噪和时频分析。采用多通道高频采集设备搭配声发射传感器,搭建双通道声发射信号在线检测系统,实时采集某型全尺寸叶片带伤运行声发射信号,改进了小波阈值降噪方法并对该方法在真实叶片损伤定位和模态分析中的表现进行检验。实验结果表明:与传统的维纳滤波降噪、谱减法降噪等方法相比,改进的小波阈值降噪方法应用于在线监测系统时具有精度高、速度快、稳定性好的优势:对模拟损伤的声发射信号进行时差定位,精度达到2.2%;同时,采用改进的小波分析也能够从风力机叶片的声发射信号中准确检出叶片的运行模态信息。改进的小波阈值降噪在风力机叶片损伤定位和模态信息检测方面表现良好,具备实际的应用价值。 展开更多
关键词 风力机叶片 时频分析 小波阈值降噪
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水下无线光通信与测距一体化系统设计与实现(特邀)
6
作者 王佳乐 郑凯文 廉杰 《光通信研究》 北大核心 2025年第4期35-41,共7页
【目的】随着海洋经济的迅速发展,水下物联网(IoT)面临着智能化和便捷化的迫切需求。传统通信与感知模块的分离导致设备体积庞大和成本高昂,制约了整体系统性能,从而促使通信与感知一体化(ISAC)系统,尤其是基于水下无线光通信(UWOC)的光... 【目的】随着海洋经济的迅速发展,水下物联网(IoT)面临着智能化和便捷化的迫切需求。传统通信与感知模块的分离导致设备体积庞大和成本高昂,制约了整体系统性能,从而促使通信与感知一体化(ISAC)系统,尤其是基于水下无线光通信(UWOC)的光学ISAC(OISAC)系统成为了当前研究热点。尽管OISAC系统具有高频谱利用率和低延迟的优势,但在实际应用中仍面临时钟同步及硬件实现的挑战。【方法】针对这些问题,文章提出了一种基于扩频信号的一体化双工水下光通信测距(OICAR)系统。文章采用扩频通信体制传输通信信息,这种通信方式能够有效地对抗发射光源和传输信道导致的信道衰落,保证了通信信息的成功传输。同时,文章在双工扩频信号码片中添加时间戳信息,利用主从机时间戳信息、扩频码自相关特性以及频率控制字(FCW),实现了异步收发机水下高精度测距。并且文章采用发光二极管(LED)阵列和现场可编程门阵列(FPGA)处理系统搭建了实时硬件实现系统,为水下OICAR系统的发展提供了硬件验证系统。【结果】随后,在拖曳水池对OICAR实时系统进行了通信与测距实验,验证了文章设计系统水下最远通信距离可达63.5 m,且测距精度保持在±0.25 m以内。【结论】这一结果表明,文章所设计OICAR系统能够实时实现高效的水下通信与精确测距功能。 展开更多
关键词 水下无线光通信 硬件设计 水池实验 一体化光通信测距 扩频系统
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水下干扰抑制的稳健宽带自适应波束形成算法
7
作者 杨强 杨伟 +1 位作者 乔路 赵金虎 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期54-60,共7页
针对水下平台协同探测时如何抑制直达波干扰和其他平台辐射噪声干扰的问题,提出了一种水下干扰抑制的稳健宽带自适应波束形成算法,在空间响应变化约束(spatial response variation,SRV)、期望导向向量失配误差边界约束以及阵列响应零陷... 针对水下平台协同探测时如何抑制直达波干扰和其他平台辐射噪声干扰的问题,提出了一种水下干扰抑制的稳健宽带自适应波束形成算法,在空间响应变化约束(spatial response variation,SRV)、期望导向向量失配误差边界约束以及阵列响应零陷扩展约束条件下,建立宽带自适应波束形成优化模型,并求解波束形成权向量。该算法首先在时域宽带自适应波束形成模型中引入空间响应变化约束来保证宽带恒定束宽波束形成;然后引入最差情况性能最优(worst-case performance optimal,WCPO)的期望导向向量误差边界约束来设计宽带稳健自适应波束形成器,克服阵列导向向量误差对波束形成性能的影响;最后针对协同探测系统中存在的干扰源角度变化问题,从宽带自适应波束形成器协方差矩阵的定义形式出发,推导出一种空时域锥化矩阵来处理协方差矩阵,可扩展阵列响应的零陷宽度。对宽带直达波干扰和其他平台辐射噪声干扰的仿真试验表明:该研究在实现恒定束宽波束形成的同时,具有较好的抗干扰性、稳健性和零陷宽度扩展性。 展开更多
关键词 自适应波束形成 恒定束宽 稳健性 零陷扩展
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基于图分级的水下有向传感器网络栅栏覆盖策略
8
作者 常娟 申晓红 +2 位作者 王海燕 赵红言 李祥祥 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期22-30,共9页
栅栏覆盖问题近年来已成为水下传感器网络研究的热点,但水下有向传感器网络的栅栏覆盖问题尚未得到足够的重视。随机部署前提下的水下静态有向传感器网络的栅栏覆盖难度较大,因此目前关于该问题的相关研究成果较少。为弥补这方面研究的... 栅栏覆盖问题近年来已成为水下传感器网络研究的热点,但水下有向传感器网络的栅栏覆盖问题尚未得到足够的重视。随机部署前提下的水下静态有向传感器网络的栅栏覆盖难度较大,因此目前关于该问题的相关研究成果较少。为弥补这方面研究的不足,该文提出一种基于图分级的有向传感器网络首次栅栏覆盖策略。首先,该策略深入研究了多种位置关系下两个相邻节点之间满足强(弱)连接的条件;其次,利用位置关系条件构建分级图,从中选取合适节点进行栅栏的首次构建。仿真实验结果表明:采用该算法对静态有向传感器网络进行栅栏首次构建在确保较高成功率的前提下采用的节点数更少,保证了较高的网络检测概率和较长的网络寿命。 展开更多
关键词 水下有向传感器网络 栅栏覆盖 分级图 覆盖图
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基于颜色校正和深度信息去雾的水下感知系统
9
作者 毛昭勇 刘楠 +2 位作者 陈刚琦 侯冬冬 沈钧戈 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期183-198,共16页
针对水下距离感知任务真实训练数据缺乏,水下目标感知任务目标模糊、密集、多尺度的问题,提出一种基于颜色校正和深度信息去雾的水下视觉感知系统。设计了一种改进的融合增强方法,并建立了一个水下单目图像数据集,以解决距离感知任务数... 针对水下距离感知任务真实训练数据缺乏,水下目标感知任务目标模糊、密集、多尺度的问题,提出一种基于颜色校正和深度信息去雾的水下视觉感知系统。设计了一种改进的融合增强方法,并建立了一个水下单目图像数据集,以解决距离感知任务数据不足的难点。设计了一种基于深度信息的去雾方法,结合水下成像模型对图像进行去雾处理,提升图像质量。设计了一种基于中心点检测的通道重排网络,将卷积神经网络中浅层的详细特征完全集成到深层中,且无需锚框,增强对小目标、密集目标的特征提取能力。实验表明,该系统可从水下图像中恢复真实陆地色彩,准确感知水下场景相对距离,并实现域内和跨域高精度目标感知,在URPC数据集上取得了78.2%的域内目标检测精度,比基准CenterNet高出4.6%,在UTTS数据集上取得81.5%跨域目标检测精度,证明了该系统的有效性。 展开更多
关键词 目标检测 去雾 深度估计 颜色校正 水下图像
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亲水-超疏水相间表面通气减阻实验研究 被引量：2
10
作者 郭沛洋 张毅 +1 位作者 张梦卓 胡海豹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期94-100,共7页
超疏水表面有利于在壁面形成气膜层,是一种潜在的兼具防污功能的新式仿生减阻技术,但在高速来流的剪切作用下该气膜易流失破坏.通过构造亲水-超疏水相间表面来增强超疏水表面气膜层的稳定性,从而期望达到更优的减阻效果.采用重力式水循... 超疏水表面有利于在壁面形成气膜层,是一种潜在的兼具防污功能的新式仿生减阻技术,但在高速来流的剪切作用下该气膜易流失破坏.通过构造亲水-超疏水相间表面来增强超疏水表面气膜层的稳定性,从而期望达到更优的减阻效果.采用重力式水循环管道测试系统,测试了在湍流状态下,超疏水条带宽度与雷诺数对减阻效果的影响,并分析了对应的气膜铺展状态及其对减阻特性的影响.结果表明,亲水-超疏水相间表面持续通气能解决表面气膜层的流失问题,实现气膜层的长时间稳定维持;表面减阻率随水流速度(雷诺数)的增大呈现降低趋势,且表面气膜稳定性逐渐降低;表面减阻率随超疏水条带宽度增加呈现出先增后减的趋势,并在超疏水条带宽度为5.0 mm时达到最大,最大减阻率为40.2%.分析原因在于,超疏水条带较窄时,高剪切应力的液固界面占比较高,带来了较高的阻力;而条带较宽时,表面气膜层稳定性不佳.因而在某一流动状态下,存在最为合适的超疏水条带宽度,使得减阻效果最佳. 展开更多
关键词 超疏水表面 减阻 通气 气膜 湍流
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相似网络构建与表征的水下声信号检测 被引量：1
11
作者 张红伟 王海燕 +1 位作者 闫永胜 申晓红 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页
水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水... 水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水下目标检测的难题。该方法结合了信息几何和复杂网络理论,通过将节点相似度度量问题转化为矩阵流形上的几何问题,测量不同时间尺度上数据之间的相似性,并构建时间序列数据的网络表示。同时还引入了图信号处理理论,以提取目标信号内部隐藏的动力学特性,从而实现无目标先验信息下的水下声信号检测。通过对仿真和实测数据的研究验证,证明了该方法的有效性。结果表明,相似网络方法优于现有的网络构建和目标信号被动检测方法,能够更有效地检测水下声信号,实现无目标先验信息下的水下声信号检测。 展开更多
关键词 复杂网络 信息几何 相似网络 声信号检测
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利用长短期记忆网络LSTM对赤道太平洋海表面温度短期预报 被引量：2
12
作者 张桃 林鹏飞 +6 位作者 刘海龙 郑伟鹏 王鹏飞 徐天亮 李逸文 刘娟 陈铖 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期745-754,共10页
海表面温度作为海洋中一个最重要的变量,对全球气候、海洋生态等有很大的影响,因此十分有必要对海表面温度(SST)进行预报。深度学习具备高效的数据处理能力,但目前利用深度学习对整个赤道太平洋的SST短期预报及预报技巧的研究仍较少。... 海表面温度作为海洋中一个最重要的变量,对全球气候、海洋生态等有很大的影响,因此十分有必要对海表面温度(SST)进行预报。深度学习具备高效的数据处理能力,但目前利用深度学习对整个赤道太平洋的SST短期预报及预报技巧的研究仍较少。本文基于最优插值海表面温度(OISST)的日平均SST数据,利用长短期记忆(LSTM)网络构建了未来10天赤道太平洋(10°S~10°N,120°E~80°W)SST的逐日预报模型。LSTM预报模型利用1982~2010年的观测数据进行训练,2011~2020年的观测数据作为初值进行预报和检验评估。结果表明:赤道太平洋东部地区预报均方根误差(RMSE)大于中、西部,东部预报第1天RMSE为0.6℃左右,而中、西部均小于0.3℃。在不同的年际变化位相,预报RMSE在拉尼娜出现时期最大,正常年份次之,厄尔尼诺时期最小,RMSE在拉尼娜时期比在厄尔尼诺时期可达20%。预报偏差整体表现为东正、西负。相关预报技巧上,中部最好,可预报天数基本为10天以上,赤道冷舌附近可预报天数为4~7天,赤道西边部分地区可预报天数为3天。预报模型在赤道太平洋东部地区各月份预报技巧普遍低于西部地区,相比较而言各区域10、11月份预报技巧最低。总的来说,基于LSTM构建的SST预报模型能很好地捕捉到SST在时序上的演变特征,在不同案例中预报表现良好。同时该预报模型依靠数据驱动,能迅速且较好地预报未来10天以内的日平均SST的短期变化。 展开更多
关键词 海表面温度 LSTM (long SHORT-TERM memory) 短期预报 赤道太平洋
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分布式麦克风阵列拾音理论与应用方法综述 被引量：7
13
作者 张结 呼德 +1 位作者 张晓雷 凌震华 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第5期1085-1113,共29页
经过数十年的发展,麦克风阵列技术日益成熟,并广泛应用于视频会议、智能电视、移动通话和助听器等人机交互系统。然而,现实噪声或远距离交互场景中,限定阵型结构的传统麦克风阵列的拾音质量难以保证。随着无线智能终端设备的广泛使用,... 经过数十年的发展,麦克风阵列技术日益成熟,并广泛应用于视频会议、智能电视、移动通话和助听器等人机交互系统。然而,现实噪声或远距离交互场景中,限定阵型结构的传统麦克风阵列的拾音质量难以保证。随着无线智能终端设备的广泛使用,分布式麦克风阵列(或称无线声传感器网络)为提升复杂开放域语音交互系统的拾音质量提供了更多可能性,并在阵列组织、应用体验和声场覆盖度上更有优势。近年来,分布式麦克风阵列在很多语音交互任务上展现出良好的应用潜力,基本实现了对传统麦克风阵列语音任务的全覆盖。本文将重点总结现阶段分布式麦克风阵列的拾音理论和应用方法,包括阵列组织原理、麦克风节点效用评估,以及结合下游语音任务阐述其应用方法。最后,将简要论述分布式麦克风阵列走向实用的关键挑战与发展趋势。 展开更多
关键词 分布式麦克风阵列 无线声传感器网络 麦克风效用 语音交互 拾音质量
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均匀旋转对圆柱水动力及流动结构的影响 被引量：1
14
作者 刘天羽 胡海豹 +1 位作者 宋健 任峰 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期928-942,共15页
基于格子Boltzmann方法 (LBM)对均匀旋转控制下的低雷诺数(Re=100)圆柱绕流问题进行了数值模拟,得到了转速比从0~10变化下,旋转控制对圆柱水动力及流动结构的影响规律.使用动态模态分解(DMD)对流场特征进行提取,并分析了施加旋转控制之... 基于格子Boltzmann方法 (LBM)对均匀旋转控制下的低雷诺数(Re=100)圆柱绕流问题进行了数值模拟,得到了转速比从0~10变化下,旋转控制对圆柱水动力及流动结构的影响规律.使用动态模态分解(DMD)对流场特征进行提取,并分析了施加旋转控制之后转速比对流场不同模态和增长率的影响.结果表明,随着转速比增大,圆柱下游流动结构依次呈现出卡门涡街、剪切层、反向剪切层、单侧涡和附着涡5种结构;阻力系数时均值先减小,随后在转速进入单侧涡区间后增大,升力系数与力矩系数的时均值均单调增加,同时,在出现涡脱落的两个转速区间内,水动力出现了明显的波动,且二次失稳时波动幅度更大. DMD的结果表明,圆柱下游的流动结构主要受圆柱壁面的旋转影响而发生改变并产生全新流动模态;旋转会对流动稳定性产生影响:在未充分发展阶段,旋转对流动稳定性的影响不显著,而在充分发展后,各转速下的流场不稳定模态数均远少于未充分发展阶段,随着转速比的增大,流动稳定性会产生不同程度的增强或减弱,且无涡脱落时的稳定性高于有涡脱落时,因此,通过旋转控制抑制尾涡脱落可以有效增强流动的稳定性. 展开更多
关键词 圆柱绕流 旋转控制 格子BOLTZMANN方法 动态模态分解 流动稳定性
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航行体出水过程空化结构演变与溃灭载荷特性研究 被引量：1
15
作者 高山 施瑶 潘光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期306-314,共9页
高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而... 高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而下发生溃灭现象,在溃灭末期收缩为较小的孤立空泡,溃灭产生的高速射流冲击结构表面;在出水过程中,水面附近的“反向旋转涡对”导致附着空泡发生了快速溃灭现象,以发卡涡为代表的壁面涡旋结构发展明显受到附着空泡的抑制;空泡溃灭末期的孤立泡产生了巨大的冲击压力峰值,对航行体结构安全性将造成巨大破坏。初期航行体迎流侧空泡溃灭行为也会导致较大的压力峰值出现。 展开更多
关键词 航行体 出水 空泡 溃灭载荷 发卡涡
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基于态基近场动力学的碳化硅陶瓷圆柱壳体断裂损伤分析 被引量：1
16
作者 蒋雷雷 沈克纯 +1 位作者 潘光 黄毅华 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期991-1005,共15页
碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉... 碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉伸和压缩实验获得SiC陶瓷的临界能量释放率,建立了适用于拉伸和压缩损伤分析的常规态基近场动力学模型.然后,采用Fortran语言编程实现了陶瓷壳体在线性递增外载荷作用下断裂损伤行为的数值仿真,并将所获得的仿真值与理论预测值进行对比,验证了所建模型的准确性.最后,对仿真结果进行详细分析,揭示了壳体结构的损伤扩展演化规律.仿真结果表明:初始损伤区源于壳体内壁面的压缩断裂,且沿环向呈90°均匀分布.随着载荷的逐渐增加,壳体外壁面出现拉伸断裂损伤区,内外壁面的损伤区先沿着周向扩展,再向着壳体中面缓慢延伸,并在厚度方向贯穿整个壳体.随后,在壳体轴线方向出现拉-压损伤混合区,该损伤区沿着轴向扩展,最终将壳体分成4个断裂区.所建模型能够有效地描述复杂载荷作用下SiC陶瓷结构的断裂损伤演化过程,同时弥补了态基近场动力学在断裂分析方面的不足. 展开更多
关键词 态基近场动力学理论 陶瓷圆柱壳体 断裂损伤 临界能量释放率
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改进的变分稀疏贝叶斯学习离格DOA估计方法 被引量：1
17
作者 王绪虎 金序 +3 位作者 侯玉君 徐振华 田雨 张群飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期134-143,共10页
为提高阵列信号处理运算速率,改善其方位估计性能,提出了一种改进变分稀疏贝叶斯学习离格波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计方法。该方法利用实值变换,将向量化后的接收信号协方差矩阵转化到实数域,结合变分稀疏贝叶斯学习和网... 为提高阵列信号处理运算速率,改善其方位估计性能,提出了一种改进变分稀疏贝叶斯学习离格波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计方法。该方法利用实值变换,将向量化后的接收信号协方差矩阵转化到实数域,结合变分稀疏贝叶斯学习和网格演化的思想,在迭代过程中使网格从初始的均匀网格自适应地演化为非均匀网格,通过网格更新和网格裂变交替迭代使演化后的网格点逐渐逼近真实信源方位。仿真结果表明,改进方法与传统压缩感知类方法相比,减小了运算量,提高了运算速率,且具有更高的方位估计精度和方位分辨能力,在少快拍和低信噪比情况下,改进方法性能提升的优势更明显。湖上试验数据处理结果进一步验证了该方法的有效性和工程实用性。 展开更多
关键词 波达方向(DOA)估计 离网格模型 实值变换 网格演化 变分稀疏贝叶斯学习
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准Z源逆变器的模型预测电流误差控制 被引量：3
18
作者 许宇豪 李文真 +2 位作者 肖海峰 贺昱曜 康雪娟 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期142-150,共9页
为降低准Z源逆变器模型预测控制的控制误差,提出一种模型预测电流误差控制方法。首先,在充分分析电压矢量对被控量性能影响的基础上,合理地选择适合各被控量的电压矢量组合方式。然后,利用电流对称控制思想保证电感电流关于其参考指令... 为降低准Z源逆变器模型预测控制的控制误差,提出一种模型预测电流误差控制方法。首先,在充分分析电压矢量对被控量性能影响的基础上,合理地选择适合各被控量的电压矢量组合方式。然后,利用电流对称控制思想保证电感电流关于其参考指令对称。最后,采用电压矢量抵消原理使输出电流幅值逼近其目标值。实验结果表明,所提方法能够大幅降低电感电流脉动和输出电流谐波含量;证明了所提方法能有效提高准Z源逆变器的控制精度,简化了对权重系数的设计工作。 展开更多
关键词 模型预测控制 准Z源逆变器 电感电流脉动 输出电流谐波
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三维点阵结构拓扑开发研究进展及其对流传热性能对比 被引量：2
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作者 丁一 吴威涛 +2 位作者 封锋 李书磊 闫宏斌 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期1001-1023,共23页
系统综述了国内外三维点阵结构拓扑开发的研究现状,分别在等流量、等压降和等泵功条件下对比了其总体传热与散热性能.在模型验证的基础上,针对12种具有相同特征尺寸和孔隙率的点阵结构,分别在6种不同点阵材质、两种不同取向下开展了数... 系统综述了国内外三维点阵结构拓扑开发的研究现状,分别在等流量、等压降和等泵功条件下对比了其总体传热与散热性能.在模型验证的基础上,针对12种具有相同特征尺寸和孔隙率的点阵结构,分别在6种不同点阵材质、两种不同取向下开展了数值模拟与性能对比.结果表明:点阵拓扑、点阵材质及运行工况对其传热和散热性能优劣具有显著影响;不同条件下,性能最优的点阵不尽相同.在等流量下,A向节点偏移X点阵和A向八叉树点阵的传热性能最优,A向节点偏移X点阵的散热性能最优.在等压降下,A向节点偏移X点阵和B向节点偏移X点阵的传热性能最优,B向立方点阵和B向节点偏移X点阵的散热性能最优.在等泵功下,A向节点偏移X点阵和B向矩形杆金字塔点阵的传热性能最优,B向节点偏移X点阵和B向矩形杆金字塔点阵的散热性能最优.在固定孔隙率和特征尺寸下构建了现有点阵结构的传热与散热性能数据库,可作为新型点阵拓扑开发的比较基准,同时,可为不同工程设计中点阵结构的选型提供指导. 展开更多
关键词 周期性多孔材料 对流传热 压降 性能对比
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一种纯方位多目标跟踪的联合多高斯混合概率假设密度滤波器 被引量：1
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作者 薛昱 冯西安 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4295-4304,共10页
现有的多模型-高斯混合-概率假设密度(MM-GM-PHD)滤波器被广泛用于不确定机动目标跟踪,但它不能在不同模型下保持并行的估计,导致各模型的似然值滞后于目标机动。为此,该文提出一种联合多高斯混合概率假设密度(JMGM-PHD)滤波器,并将其... 现有的多模型-高斯混合-概率假设密度(MM-GM-PHD)滤波器被广泛用于不确定机动目标跟踪,但它不能在不同模型下保持并行的估计,导致各模型的似然值滞后于目标机动。为此,该文提出一种联合多高斯混合概率假设密度(JMGM-PHD)滤波器,并将其用于纯方位多目标跟踪。首先,推导了JMGM模型,其中每个单目标状态估计由一组并行的、带模型概率的高斯函数描述,该状态估计的概率由一个非负的权重来表征。一组权值、模型概率、均值和协方差被统称为JMGM分量。根据贝叶斯规则,推导了JMGM分量的更新方法。然后,利用JMGM模型近似多目标PHD。根据交互式多模型(IMM)规则,推导出JMGM分量的交互、预测和估计方法。将所提JMGM-PHD滤波器应用于纯方位跟踪(BOT)时,针对同时执行平移和旋转的观测站,基于复合函数求导规则推导出一种计算线性化观测矩阵的方法。所提JMGM-PHD滤波器保持了单模型PHD滤波器的形式,但能够自适应地跟踪不确定机动目标。仿真结果表明,JMGM-PHD滤波器克服了似然值滞后于目标机动的问题,在跟踪精度和计算成本方面均优于MM-GM-PHD滤波器。 展开更多
关键词 不确定机动目标跟踪 概率假设密度滤波器 交互多模型 平移和旋转 纯方位跟踪
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