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2021, 41(7): .

摘要(542) PDF(299)

摘要:

2021, 41(7): .

摘要(439) PDF(240)

摘要:

薄壁圆管膨胀变形行为的量纲分析及理论研究

吴明泽, 张晓伟, 钟贤哲, 张庆明

2021, 41(7): 679-686. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.211

摘要(837) PDF(358)

摘要:
通过有限元数值方法及已有圆管膨胀试验对金属圆管膨胀的变形行为进行研究，研究发现圆管膨胀后的几何尺寸h和D₁主要受圆管和压模初始几何结构参数影响，而受圆管材料和摩擦因数的影响较小；基于量纲分析，得到膨胀后圆管的几何尺寸h和D₁与主要影响因素之间的量纲一关系式.结合量纲一关系式与能量守恒定律，提出圆管稳态膨胀过程中稳态下压力的预测模型，模型中考虑了材料的应变强化效应和压模外径对膨胀管弯曲区域曲率的影响，结果表明该模型的预测值与试验结果、仿真结果能较好地吻合.

圆盘水漂运动特性数值模拟研究

雷娟棉, 解文洋, 于勇, 刘奇

2021, 41(7): 687-695. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.121

摘要(664) PDF(340)

摘要:
为研究近水面的起飞再入式运动对飞行器近海面的高机动突防能力的影响，文中基于CFD数值模拟方法，湍流模型选取SSTk-ω模型，利用重叠网格技术，将N~S方程与六自由度弹道方程耦合对三维空间内薄圆盘的水漂运动进行了数值模拟，研究了不同工况下水漂的入水特性和运动规律.结果表明：数值模拟计算得到的圆盘从接触水面到离开水面的时间与实验值吻合较好，圆盘的运动轨迹与实验结果相吻合；圆盘在打水漂向前运动的同时由于自身的旋转产生了马格努斯效应，从而使圆盘的运动轨迹产生了一定的侧向偏移以及圆盘自身的姿态发生了侧向偏转.

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

陈军, 兀亚伟, 李垣志, 钱新明, 袁梦琦

2021, 41(7): 696-705. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.170

摘要(682) PDF(273)

摘要:
针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明：事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.

脉冲进气条件下弹性约束导叶可变几何涡轮性能研究

王智慧, 马朝臣, 祝飞

2021, 41(7): 706-712,780. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.126

摘要(595) PDF(250)

摘要:
文中基于可调涡轮弹性约束导叶的概念，采用流固耦合方法研究了在脉冲进气条件下，弹性约束导叶涡轮的非稳态特性以及脉冲幅值和频率对其性能的影响，通过与传统可调涡轮对比，分析了弹性约束导叶可调涡轮性能发生变化的原因.结果表明，脉冲进气幅值越小，频率越低，弹性约束导叶可调涡轮相对传统可调涡轮流量提升率越大，输出功率提升率越大，效率下降率越低.通过对转静子进口气流角以及导叶出口压力损失分布的分析，论证了弹性约束导叶涡轮性能对脉冲幅值和频率发生变化的原因.

背板对氧化铝陶瓷薄板断裂锥形态的影响

余毅磊, 蒋招绣, 王晓东, 任文科, 杜忠华, 高光发

2021, 41(7): 713-720. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.107

摘要(546) PDF(272)

摘要:
采用弹道侵彻试验与有限元数值模拟相结合的方法，研究了背板条件对氧化铝薄板陶瓷/金属复合装甲在抗12.7 mm穿燃弹过程中形成的陶瓷锥角大小与形态的影响，并分析了陶瓷锥形成的过程与机理.结果表明：背板厚度对于陶瓷锥大小的影响尤为明显，当背板厚度增大时，主裂纹汇聚的交点越靠近弹靶接触面，此时拉剪裂纹的扩展起到了主要作用，当背板厚度与陶瓷厚度之比小于1时，厚度比每增大1/6，陶瓷锥锥角大小增加5%；当界面间波阻抗差值减小即背板材料波阻抗升高时，从界面反射的应力波减弱，从而减小了对陶瓷的损伤，陶瓷断裂锥锥角大小也随之减小.

基于蛇模型的管路三维重建方法

刘少丽, 张文雄, 吴天一, 刘检华, 王桢杰, 胡佳

2021, 41(7): 721-727. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.141

摘要(587) PDF(294)

摘要:
针对航空航天中大量应用的管路高精度快速测量难题，提出了基于蛇模型的管路三维重建方法.该方法充分利用管路灰度图像边缘特征，借助阈值分割和高斯滤波消除图像噪声，先结合蛇模型获取精准的管路图像边缘，贪心算法进行迭代以保证收敛效率，利用极线约束原理得到二维管路中心线点云，然后根据视觉投影原理，重建管路三维模型，最后使用多目视觉系统拍摄的照片进行结果优化以保证重建精度.结果表明：该方法对管路的测量精度为±0.15 mm，简便高效，无需过多的人工操作.同时，实现了管路圆弧段弯曲半径的测量，满足工业应用需求.

基于6自由度平台的体感模拟算法研究

王军政, 蒋铄, 汪首坤, 沈伟

2021, 41(7): 728-733. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.097

摘要(668) PDF(338)

摘要:
针对模拟驾驶器对动感逼真度和平台工作空间的需求，将基于洗出算法的体感模拟控制策略应用于6自由度并联式运动模拟器.首先对系统进行了整体设计及数学建模，然后通过分析人体感知机理，提出了基于加速度控制的体感模拟洗出算法；随后具体研究了模拟驾驶过程中可能存在的多种复杂工况及对应的加速度控制模式；最后，通过联合仿真与实验验证了所提出控制算法的可行性及控制效果，结果显示平台在有限运动范围内动感逼真度得到了显著提升.

基于改进Mask R-CNN的可见光图像中舰船目标检测方法

马啸, 邵利民, 金鑫, 卢惠民, 肖军浩, 谷东亮

2021, 41(7): 734-744. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.076

摘要(739) PDF(367)

摘要:
针对基于卷积神经网络的目标识别方法中经典的矩形检测框在检测舰船目标时会框出很多无关区域，易出现漏检、误检等问题，提出基于改进Mask R-CNN （mask region-based convolution neural networks）的舰船目标检测方法，在Mask R-CNN网络的基础上通过增加判别模块、类别预测分支和语义分割分支对视觉系统采集的可见光图像中的舰船目标进行目标定位和类别预测，同时获得舰船目标的边缘轮廓并实现对军舰目标的语义分割，为海上无人作战系统提供更精确的信息.实验结果表明，该方法在保持较高检出率和运行效率的同时误检率较低，舰船目标的平均检测精度较高，具有良好的舰船目标检测性能.

融合样本相似性的弱监督多标签分类

罗森林, 王海州, 潘丽敏, 孙晓光

2021, 41(7): 745-751. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.117

摘要(532) PDF(227)

摘要:
针对面向实际应用场景中数据标签易残缺导致有监督多标签分类方法可用训练数据量减少，未能利用大量标签缺失数据中蕴含的样本特征空间关联知识以最大化判别间隔，限制多标签分类效果等问题，本文提出一种融合样本相似性的弱监督多标签分类方法.该方法利用标签相关性和样本相似性恢复标签以提高数据利用率，并将标签恢复嵌入到训练过程中以便挖掘标签相关性，通过近端加速梯度法进行参数优化，建立弱监督学习场景的多标签分类模型.在真实数据集上的实验结果表明，该方法能够利用样本相似性有效提升模型在标签残缺时的分类能力，实用价值大.

基于知识表示学习的协同矩阵分解方法

刘琼昕, 覃明帅

2021, 41(7): 752-757. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.055

摘要(572) PDF(270)

摘要:
针对协同过滤算法中用户反馈数据的稀疏性问题，提出一种基于知识库的协同矩阵分解方法.该方法从物品的知识图谱中学习其向量表示，并在此基础上联合地分解反馈矩阵和物品关联度矩阵，两种矩阵共享物品向量，利用物品的语义信息弥补反馈数据的缺失.实验结果表明，该方法显著地提升了矩阵分解模型的推荐效果，在一定程度上解决了协同过滤的冷启动问题.

一种基于深度学习的高速无人艇视觉检测实时算法

周治国, 刘开元, 郑翼鹏, 屈崇, 王黎明

2021, 41(7): 758-764. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.317

摘要(703) PDF(390)

摘要:
针对高速无人艇自主航行时对视觉检测的实时性以及由于水面场景变化和波浪反射等干扰的鲁棒性需求，提出一种基于深度学习的高速无人艇视觉检测实时算法.采用基于MobileNet的神经网络快速提取全图特征，设计SSD结构的检测网络融合各层特征图的结果以完成快速多尺度检测，并在嵌入式GPU NVIDIA Jetson TX2硬件平台上将算法实现并验证.结果表明，该算法能够实时检测多类水上特定目标，具有鲁棒性强、多尺度的特点，单帧视频的检测时间可以控制在50 ms以内.

提高驾驶注意力的个性化训练方案生成方法

梁玮, 王钰, 廖章梁, 李湘媛

2021, 41(7): 765-773. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.022

摘要(848) PDF(312)

摘要:
驾驶注意力是影响驾驶安全性的重要因素之一，但驾驶注意力的训练由于存在高危险性很难开展.针对此问题，本文提出了一种虚拟现实平台下的提高驾驶注意力的个性化训练方案生成方法，该方法借助虚拟现实头盔的眼动跟踪技术，采集用户的注意力习惯特性，针对用户的习惯特性，自动优化生成个性化驾驶训练方案.在实验中，用户可以在已生成的训练方案中进行个性化驾驶注意力训练，并进行训练后的水平评估，通过对比训练前与训练后的效果评价本文提出的方法，实验结果表明，该方法可有效提升用户的驾驶注意力水平，并且优于传统训练方法.

基于单比特接收机的高检测率测频方法设计与实现

马月红, 张伟涛, 惠蕙, 郭治锐

2021, 41(7): 774-780. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.225

摘要(628) PDF(275)

摘要:
研究单比特接收机的高检测率测频方法，利用滤波器组将信号分成多通道，每条通道独立采样、测频，通过减小非线性变化产生谐波的影响达到提高检测率的目的，并对测频后的误检数据进行统计和分析，依据分析结果设计补偿矩阵，利用补偿矩阵对测频结果进行修正.仿真结果表明该方法有效提高了单比特接收机的双信号检测率，对于大动态范围的检测率提升更明显，归一化增益差为6 dB时检测率是原检测率的3.5倍.相关的研究方法和结论对实际工程应用具有一定的参考意义.

生物质碳在直接碳固体氧化物燃料电池中的应用

乔金硕, 陈海涛, 王振华, 孙旺, 李海军, 孙克宁

2021, 41(7): 781-790. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.023

摘要(732) PDF(344)

摘要:
研究活性炭和碳化的梧桐叶、橘子皮为直接碳燃料电池燃料时的物化性能和电化学性能.通过X射线衍射研究燃料中碳的形态结构，采用能谱及拉曼研究燃料中元素质量分数.BET测试燃料的比表面积及孔结构.结果表明，碳化的橘子皮燃料中含有钾元素和较高的无定形碳质量分数，有利于碳的Boudouard反应和电化学反应.碳化橘子皮燃料比表面积为74 m²·g^-1，且具有较小的孔隙率和较大的堆积密度，与阳极的接触界面较大，作为燃料时，800℃燃料电池最大功率密度可达572.6 mW·cm^-2.即非木质、水质量分数大的橘子皮经过高温碳化后得到的生物质碳，作为直接碳燃料燃料电池燃料时，具有优异的性能.

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2021年第41卷第7期

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