• 2023年第0卷第4期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >机械、电子与信息科学
    • 基于SSA-VMD-LSTM-NKDE的短期风电功率概率预测

      2023, 44(4):323-334. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04001

      摘要 (529) HTML (0) PDF 4.65 M (1852) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高风电功率预测精度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化VMD参数的组合预测方法。首先,使用麻雀搜索算法对VMD参数进行优化,并利用优化后的VMD对数据进行分解;其次,结合灰色关联分析法和熵权法对环境变量进行相关性分析,选择相关性最高的影响因素与分解得到的各模态分量组合作为LSTM预测模型的输入,获得更为精确的预测结果;最后,建立基于非参数核密度估计(NKDE)的风电功率概率预测模型,实现对风电功率预测结果不确定性的有效量化。结果表明,所提组合模型的MAE,RMSE和MAPE比VMD-LSTM模型的分别下降了39.51%,33.22%和40.39%。SSA-VMD-LSTM-NKDE组合模型不仅能够有效提高确定性预测的精度,而且还能够实现对风电功率预测结果不确定性的有效量化,为风电功率预测提供了科学决策依据。

    • SLM成形多层多道金属薄壁件温度场有限元模拟

      2023, 44(4):335-345. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04002

      摘要 (292) HTML (0) PDF 3.38 M (1884) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高强铝合金A17075选区激光熔化(selective laser melting,SLM)过程中未知的熔池变化规律和层间作用影响产品成形效率和精度的问题,研究不同工艺参数(激光功率和扫描速度)对各成形层熔池形态和温度场的影响。利用有限元分析软件ANSYS建立金属薄壁件SLM成形的多层多道温度场有限元模型,同时,利用APDL(ansys parametric design language)语言编程模拟了激光热源的加载、激光功率与扫描速度,采用“单元生死”技术描述金属粉末材料的动态增长过程,得出瞬态温度场的分布状况。结果表明,激光功率与扫描速度各自影响不同的温度场因素,适合Al7075粉末的SLM工艺参数为功率250~300 W,速度800~1 000 mm/s。本文得到了激光功率和扫描速度的合理范围,为高强铝合金SLM实际实验提供理论参考。

    • 基于改进DCGAN轮胎缺陷图像生成方法

      2023, 44(4):346-355. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04003

      摘要 (1016) HTML (0) PDF 4.01 M (1751) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对深度卷积生成对抗网络的数据扩充方法存在生成图像质量差、模型框架不稳定、模型收敛速度慢等问题,提出一种改进DCGAN轮胎缺陷图像生成模型。将残差网络和注意力机制嵌入到DCGAN模型中,提升模型特征的提取能力;同时摒弃DCGAN损失函数JS散度,使用带有梯度惩罚项的Wasserstein距离,提高模型训练的稳定性。实验结果表明,使用给定模型生成的轮胎缺陷图像质量优于使用DCGAN,WGAN,CGAN与SAGAN所生成图像,其平均FID值可以达到116.28,最小FID值可以达到84.94。所提出的模型可以稳定生成质量更好的轮胎缺陷图像,为轮胎缺陷样本数据集的扩充提供了一种有效途径,有助于有效解决深度学习在缺陷检测领域发展所面临的小样本问题。

    • 一种改进樽海鞘群算法优化K-Means的小麦覆盖度提取方法

      2023, 44(4):356-367. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04004

      摘要 (574) HTML (0) PDF 6.96 M (1546) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对K-Means算法对初始聚类中心的依赖性较高,容易出现局部最优停滞的问题,提出一种改进樽海鞘群算法优化 K-Means 的小麦覆盖度提取算法。首先,将小麦图像转换到HSV色彩空间;然后,用改进樽海鞘群算法进行全局寻优,以获得全局最优值作为K-Means算法的初始聚类中心,接着运用K-Means算法进行局部寻优,直到迭代完成;最终,输出经过分割的小麦图像。为了评估算法性能,使用12个基准函数对ISSA及其他智能优化算法进行对比测试,同时将改进樽海鞘群算法优化K-Means应用于小麦覆盖度提取。结果表明,ISSA算法在优化精度和收敛速度上均超越其他算法,鲁棒性也得到了显著提高。与其他算法相比,ISSA-K算法分割后的小麦图像纹理比较清晰,效果更佳,同时具有更加高效的优势,可用于小麦覆盖度的提取,具有较强的实用性。

    • >数学
    • Boros-Moll多项式序列递推关系的代数证明

      2023, 44(4):368-373. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04005

      摘要 (234) HTML (0) PDF 810.40 K (1252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了拓展Boros-Moll多项式序列递推关系的基本理论,研究了Boros-Moll多项式序列递推关系新的证明方法。首先,对Boros-Moll多项式序列满足的递推关系进行适当变形、分拆;其次,将满足的递推关系式构造为3个部分和的差式;最后,运用代数方法、构造法等数学方法得出3个部分的和均为零,进一步得到Boros-Moll多项式序列递推关系的一个新的证明方法。结果表明,在Boros-Moll多项式序列递推关系中,对其结构进行巧妙变形、分拆,再证明相应的引理成立,可得出一个新的证明方法。研究结果丰富了Boros-Moll多项式序列递推关系的相关理论,为Boros-Moll多项式序列在组合数学、社会科学、信息论等领域的应用提供了理论参考。

    • >化学与化工
    • CY-700型填料塔中乙醇胺水溶液捕集CO2性能研究

      2023, 44(4):374-383. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04006

      摘要 (288) HTML (0) PDF 2.21 M (1599) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高填料塔的传质性能,对比研究新型CO2吸收剂,在CY-700型不锈钢规整填料中试吸收和解吸塔内,研究了不同操作条件下乙醇胺(MEA)水溶液吸收CO2的总体积传质系数KGav和捕集率,并对连续捕集CO2工艺的再生能耗进行了分析。结果表明,KGav随液体流量的增大而增大,随溶液CO2负载和CO2分压的增大而减小,但是气体流量的增加对KGav有不利影响;中试连续循环运行结果表明,液气比和塔顶溶剂回流量对体系操作循环负载和再生能耗均有较大影响,在目标CO2吸收率≥90%、吸收剂流量为5 L/h、气体流量为0.48 m3/h的操作条件下,捕集CO2再生能耗约为8.5 MJ/kg,循环负载约为0.67 mol/kg。研究结果验证了装置运行的稳定性和可重复性,CY-700填料塔的传质性能较好,为下一阶段探索新型贫水有机胺吸收剂捕集CO2的性能提供重要的对比参考数据。

    • >材料科学
    • FSP制备TiO2铝基复合材料的组织与性能研究

      2023, 44(4):384-392. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04007

      摘要 (220) HTML (0) PDF 6.11 M (1495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP)的方法制备TiO2铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料的强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。结果表明,TiO2的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制;FSP制备TiO2铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较,分别提高了17%和16%,而延伸率仅下降了4%。FSP制备TiO2铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,可以改善强韧性不匹配的问题,研究结果可为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。

    • >土木建筑工程
    • 基于离散元模型的岩石Ⅱ型断裂研究

      2023, 44(4):393-402. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04008

      摘要 (885) HTML (0) PDF 4.02 M (1642) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决岩石Ⅱ型断裂韧度的准确测量问题,提高对工程裂隙岩体稳定评价的可靠性,采用颗粒离散单元法,从微观裂纹、声发射及块体特征角度出发,结合断裂韧度计算,对短芯压缩(SCC)试样进行了数值研究。结果表明:随着切槽间距比(C/H)的增加,试样破坏模式会由纯剪向拉剪混合过渡;声发射模式前震-主震-后震型(C/H≥0.3)的转变与块体破坏特征也验证了这一结果;当C/H=0.2时,计算所得的断裂韧度与室内试验测得的值相符,验证了所采用方法对于Ⅱ型断裂韧度测试的准确性。借助离散单元法阐明了短芯压缩试样的破裂特征,从裂纹扩展的角度明确了切槽间距变化对破坏形态及破坏模式影响的规律,可为实验室精确测量岩石Ⅱ型断裂韧度提供参考。

    • 循环荷载作用下NaCl溶液对黏土动力特性影响及微观机理分析

      2023, 44(4):403-410. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04009

      摘要 (717) HTML (0) PDF 10.22 M (1465) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对黏土易与水结合,孔隙溶液环境变化对黏土动力特性有较大影响的问题,使用GDS真/动三轴仪对黏土试样进行模拟交通循环荷载下的分级加载试验,研究不同浓度NaCl孔隙溶液、振动频率对土体应力-应变关系和动弹性模量的影响,分析骨干曲线及弹性模量的发展规律,并结合电镜扫描,分析NaCl溶液浓度和振动频率改变前后试样的孔隙分布规律,得到微观孔径与动力特性的关系。结果表明,随着NaCl溶液浓度和振动频率的升高,应力-应变曲线和动弹性模量曲线呈上移趋势;阻尼比-动应变曲线随振动频率的增加而上升,随NaCl溶液浓度的增加而下降;NaCl溶液浓度升高,水化反应产生的胶体增多,微填充作用可有效减少小孔隙,振动频率增加则使得片状颗粒间距被压缩,层状结构减少,土体更加密实,有效减少大孔隙。研究得出的含NaCl溶液黏土受孔隙溶液浓度与振动频率变化的影响规律,可为研究其他环境下黏土的强度变化提供参考。

    • >管理科学与工程
    • 基于多态模糊贝叶斯网络的城市燃气管道事故风险预测与诊断研究

      2023, 44(4):411-420. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04010

      摘要 (227) HTML (0) PDF 4.15 M (1589) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估城市燃气管道系统的风险程度,给后续预防工作提供参考,提出了基于多态模糊贝叶斯网络的燃气管道事故风险定量分析方法。首先,基于对86份事故调查报告风险因素的梳理,建立故障树模型,寻求风险隐患和事故之间的映射,并将其转换为贝叶斯网络结构;其次,引入模糊集理论与概率分配计算方法,分别得出根节点的先验概率和中间节点的条件概率,根据贝叶斯网络的证据推理原理预测事故发生概率,分析风险重要程度,并反向诊断关键致因要素;最后,将此方法应用于沈阳市“10·21”较大燃气管道事故风险分析。实例验证结果表明,事故一定发生的先验概率为68.8%,验证了风险体系的有效性,且预测与诊断得出的重要风险集合与事故调查报告中分析的直接原因一致。多态模糊贝叶斯网络能够准确评价燃气管道事故风险,并确定关键致险因子,可为城市燃气管道安全管理提供决策参考。

    • >新能源与节能环保
    • 基于STIRPAT模型的京津冀“碳达峰”预测研究

      2023, 44(4):421-430. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx04011

      摘要 (234) HTML (0) PDF 1.14 M (1578) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决京津冀地区碳排放量达峰问题,以河北省为例,研究京津冀碳排放达峰实现路径,对京津冀未来的碳排放量进行预测分析,建立以河北省2004—2021年碳排放相关数据为基础的STIRPAT碳排放预测拓展模型。设置了6个情景,通过综合考虑人口规模、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度、能源结构数据的变化速度,模拟不同情景下京津冀2022—2040年的碳排放趋势,进而预测京津冀三地的“碳达峰”时间与碳排放峰值。结果表明:北京除清洁发展情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年达到峰值;天津除经济放缓情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年实现“碳达峰”;河北除基准情景在2035年达峰外,其余情景均是在2030年达到峰值。所提的碳排放预测拓展模型在考虑多情景分析下,就京津冀地区如何控制和减少碳排放量提出相关建议,可为京津冀低碳经济的发展提供一定的参考依据。

主编:李铁军

创刊:1980

国际标准刊号:ISSN 1008-1542

国内统一刊号:CN 13-1225/TS

国内邮发代号:

  • 浏览排行
  • 引用排行
  • 下载排行
按检索
检索词