检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第10期44卷 314-321页

作者：罗栩豪董思禹魏泽勇王占山程鑫彬同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所上海200092 先进微结构材料教育部重点实验室上海200092 上海市数字光学前沿科学研究基地上海200092 上海市全光谱高性能光学薄膜器件及应用专业技术服务平台上海200092

提出一种新型的光电混合神经网络计算模型,通过非线性超表面对线性和非线性光波进行多维度光场调控,并行处理多个通道的信息。非线性超表面采用U型纳米天线,基于自旋和几何相位对基频和倍频光波的相位进行编码和复用,结合后端的浅层电... 详细信息

提出一种新型的光电混合神经网络计算模型,通过非线性超表面对线性和非线性光波进行多维度光场调控,并行处理多个通道的信息。非线性超表面采用U型纳米天线,基于自旋和几何相位对基频和倍频光波的相位进行编码和复用,结合后端的浅层电子神经网络分别实现对手写数字图像输入的高精度分类(盲测准确率为95.53%)和高质量重建(平均峰值信噪比大于26 dB)。所提方法为发展光学、光电、电子模拟和数字计算技术提供了新思路,从而实现大规模并行、高通量和更广泛的人工智能系统。

关键词：物理光学光电计算人工智能非线性超表面并行处理数字分类图像重建

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矩形双相不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压性能试验研究

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工程科学与技术 2025年第3期57卷 147-159页

作者：唐红元王辉祥刘烨西华大学结构工程研究所四川成都610039 四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065

在环境腐蚀介质作用下,普通碳钢管混凝土柱构件的承载力和延性会出现明显的下降,从而危害整个结构体系的安全。为了使钢管混凝土柱在耐腐蚀、承载力和延性方面具有更好的表现,本文提出采用双相型不锈钢管超高性能混凝土柱(UFSST)代替普... 详细信息

在环境腐蚀介质作用下,普通碳钢管混凝土柱构件的承载力和延性会出现明显的下降,从而危害整个结构体系的安全。为了使钢管混凝土柱在耐腐蚀、承载力和延性方面具有更好的表现,本文提出采用双相型不锈钢管超高性能混凝土柱(UFSST)代替普通碳钢管混凝土柱,并对12根矩形短柱试件进行轴心受压试验。通过对试件破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变行为规律的研究,讨论了3种混凝土强度等级和3种钢管壁厚对矩形UFSST短柱试件轴压承载力性能影响,以及双相不锈钢与超高性能混凝土(UHPC)之间的相互作用。结果表明:矩形UFSST短柱试件破坏模式可分为腰鼓屈曲和剪切破坏,两类破坏均具有良好的变形能力;试件极限承载力随钢管壁厚和混凝土强度增加而提升,钢管约束效应使试件荷载在峰值后随轴向位移增加仍保持相对平稳发展。对比试验结果与现行规范承载力设计公式计算结果发现:在未考虑钢管约束效应的规范中,欧洲规范BS EN 1994-1-1计算结果均值与试验结果最接近且偏于安全,可直接用于矩形UFSST短柱承载力估算;考虑了钢管约束效应的中国技术规程T/CECS 952—2021承载力公式计算结果偏于不安全。基于矩形钢管对混凝土的非均匀约束作用,对中国技术规程T/CECS 952—2021公式进行了修正,修正公式的计算结果与试验结果吻合较好,可用于矩形UFSST短柱承载力估算。

关键词：超高性能混凝土不锈钢钢管混凝土轴压试验破坏模式极限承载力

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考虑围岩孔隙特性的深部巷道注浆加固数值方法研究

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金属矿山 2023年第9期 12-23页

作者：文旭东卢海峰刘泉声刘滨吴月秀武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 岩石力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

注浆加固可有效改善深部矿区裂隙发育的环境,保证巷道围岩稳定和矿区安全开采。以淮南矿区顾北煤矿泥岩巷道注浆加固工程为依托,通过注浆固结体微观结构扫描电镜试验和力学特性的试验研究,对围岩孔隙特性与注浆固结体力学特性的关系进... 详细信息

注浆加固可有效改善深部矿区裂隙发育的环境,保证巷道围岩稳定和矿区安全开采。以淮南矿区顾北煤矿泥岩巷道注浆加固工程为依托,通过注浆固结体微观结构扫描电镜试验和力学特性的试验研究,对围岩孔隙特性与注浆固结体力学特性的关系进行了研究,在此基础上对固结体的摩尔-库伦本构模型进行了修正,并基于FLAC3D软件,开发了考虑围岩孔隙特性的注浆加固评价的数值仿真分析方法,对矿区巷道群注浆加固效果进行了计算。结果表明:岩体孔隙率对注浆固结体的强度和变形特性影响较大,固结体的弹性模量和黏聚力与孔隙率存在对数递增关系,内摩擦角随孔隙率增大而减小;注浆固结体可存在包裹和搭接两种胶结模式;巷道群数值模拟结果显示,无注浆条件下巷道拱顶下沉位移、两帮收敛位移以及底鼓位移最为明显,随着注浆固结时间增加,各部分变形均趋于稳定,验证了该方法能很好地表征注浆加固效果。研究成果可为煤矿巷道注浆加固设计和施工提供分析评价方法。

关键词：注浆加固注浆固结体力学特性本构模型数值仿真

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学校建筑基于功能单元的抗震韧性评估方法

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防灾减灾工程学报 2024年

作者：田健叶杨永强汤光锴柏文姜涛中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室地震灾害防治应急管理部重点实验室

为了更好地量化评估学校建筑的抗震韧性，本文提出一种适用于学校建筑的基于功能单元的抗震韧性评估方法。该方法考虑学校建筑特点、服务功能和人员流动特性对功能修复、人员伤亡等抗震韧性指标的影响，引入空间设计中“功能单元”的概... 详细信息

为了更好地量化评估学校建筑的抗震韧性，本文提出一种适用于学校建筑的基于功能单元的抗震韧性评估方法。该方法考虑学校建筑特点、服务功能和人员流动特性对功能修复、人员伤亡等抗震韧性指标的影响，引入空间设计中“功能单元”的概念，实现对学校建筑内各类服务功能的定义。通过对学校建筑的分类、功能单元划分、非结构构件组合的确定，建立起学校建筑服务功能非结构构件-功能单元-系统的层级关系。基于建筑功能的安全、基础和服务的分类，提出对应的功能修复策略。考虑功能单元人员数量与时间变化的关系，将功能单元划分为I、II两类，同时引入人员流动系数t1和t2作为时间相关权重系数，建立人员在不同时段的数量模型。研究结果：（1）给出了学校建筑分类、功能单元划分，提出功能修复策略，量化评估学校建筑服务功能的损失和修复时长。（2）给出中小学人员流动系数t1和t2参考取值，量化分析不同时段人员数量变化对人员伤亡结果的影响。（3）以典型的中学教学楼为算例，采用本文提出的学校建筑抗震韧性评价方式，对修复时间和人员伤亡指标进行了计算验证。研究结果为量化评估学校建筑的服务功能损失、功能修复、人员伤亡指标提供了参考和研究思路。

关键词：学校建筑抗震韧性功能单元功能修复人员伤亡

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经颅聚焦超声仿真方法的研究和应用

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生物化学与生物物理进展 2025年第3期52卷 691-704页

作者：陈国伟王学何峰张浩许敏鹏明东天津大学医学工程与转化医学研究院先进医用材料与医疗器械全国重点实验室天津300072 脑机交互与人机共融海河实验室天津300392

经颅聚焦超声技术通过引导超声波束穿透人体颅骨形成颅内焦点,实现对头部感兴趣区域的精确刺激或治疗。但在实际应用中,超声波因颅骨的强声衰减性和非均质结构发生强烈的相位畸变和能量衰减。为克服颅骨的影响,声学仿真常用于校正超声... 详细信息

经颅聚焦超声技术通过引导超声波束穿透人体颅骨形成颅内焦点,实现对头部感兴趣区域的精确刺激或治疗。但在实际应用中,超声波因颅骨的强声衰减性和非均质结构发生强烈的相位畸变和能量衰减。为克服颅骨的影响,声学仿真常用于校正超声阵列的相位,预测各声束的传播路径,确保颅内超声的精准聚焦。根据声学波动方程求解方法的不同,经颅聚焦超声中常用的声学仿真方法可分为数值方法和半解析方法。其中数值方法包括k空间伪谱法、时域有限差分法和有限元法等,半解析法包括射线追踪法、混合角谱法等。基于数值方法的仿真工具综合考虑了波在介质中的各种传播形式,如非线性效应、散射和衍射等,在学术研究中被广泛应用。相较于数值方法,半解析方法精度较低但展现出更快的计算速度,更适合应用于对仿真时间有高度要求的临床场景。此外,不同仿真方法的混合应用可显著提升仿真效率和准确性,但相关研究尚显不足。本文对近年来经颅聚焦超声领域中常用的基于数值方法、半解析方法和混合方法的仿真技术研究进行了回顾和梳理,并对各种仿真方法的研究和应用进行了总结和展望。

关键词：经颅聚焦超声仿真技术相位校正声场预测

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多孔介质微观结构对柴油机颗粒捕集器性能影响的模拟探究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 886-893页

作者：李志军李智洋李振国王妍杨绵松天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300

为了优化柴油机颗粒捕集器的捕集、压降性能,本文基于孔径概率密度函数和孔隙率分布函数建立了二维柴油机颗粒捕集器孔道微观结构模型,考虑了拦截机理和扩散机理用以计算颗粒在过滤器中的沉积分布情况和捕集效率。计算结果表明:多孔介... 详细信息

为了优化柴油机颗粒捕集器的捕集、压降性能,本文基于孔径概率密度函数和孔隙率分布函数建立了二维柴油机颗粒捕集器孔道微观结构模型,考虑了拦截机理和扩散机理用以计算颗粒在过滤器中的沉积分布情况和捕集效率。计算结果表明:多孔介质微观结构和入口速度对颗粒捕集效率的影响与粒径有关,100 nm粒径颗粒随流速增大初始捕集效率降低最为明显,1000 nm粒径颗粒在不同均匀性的过滤壁下的捕集效率差超过了30%;孔径分布函数方差越大,颗粒就会更多地分布在过滤壁前端,捕集效率也越高,但较大的孔径方差会导致捕集器的初始压降增大和捕集过程结束时的性能出现恶化。

关键词：颗粒捕集器数值模拟微观结构概率密度函数压降捕集效率

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轻量级图像超分辨率的蓝图可分离卷积Transformer网络

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中国图象图形学报 2024年第4期29卷 875-889页

作者：毕修平陈实张乐飞武汉大学计算机学院国家多媒体软件工程技术研究中心武汉430072 湖北珞珈实验室武汉430079

目的图像超分辨率重建的目的是将低分辨率图像复原出具有更丰富细节信息的高分辨率图像。近年来,基于Transformer的深度神经网络在图像超分辨率重建领域取得了令人瞩目的性能,然而,这些网络往往参数量巨大、计算成本较高。针对该问题,... 详细信息

目的图像超分辨率重建的目的是将低分辨率图像复原出具有更丰富细节信息的高分辨率图像。近年来,基于Transformer的深度神经网络在图像超分辨率重建领域取得了令人瞩目的性能,然而,这些网络往往参数量巨大、计算成本较高。针对该问题,设计了一种轻量级图像超分辨率重建网络。方法提出了一种轻量级图像超分辨率的蓝图可分离卷积Transformer网络(blueprint separable convolution Transformer network,BSTN)。基于蓝图可分离卷积(blueprint separable convolution,BSConv)设计了蓝图前馈神经网络和蓝图多头自注意力模块。然后设计了移动通道注意力模块(shift channel attention block,SCAB)对通道重点信息进行加强,包括移动卷积、对比度感知通道注意力和蓝图前馈神经网络。最后设计了蓝图多头自注意力模块(blueprint multi-head self-attention block,BMSAB),通过蓝图多头自注意力与蓝图前馈神经网络以较低的计算量实现了自注意力过程。结果本文方法在4个数据集上与10种先进的轻量级超分辨率方法进行比较。客观上,本文方法在不同数据集上取得了不同程度的领先,并且参数量和浮点运算量都处于较低水平。当放大倍数分别为2、3和4时,在Set5数据集上相比SOTA(state-of-theart)方法,峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)分别提升了0.11 dB、0.16 dB和0.17 dB。主观上,本文方法重建图像清晰,模糊区域小,具有丰富的细节。结论本文所提出的蓝图可分离卷积Transformer网络BSTN以较少的参数量和浮点运算量达到了先进水平,能获得高质量的超分辨率重建结果。

关键词：图像超分辨率轻量级模型 Transformer 深度学习注意力机制

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921A高强碳素钢在天然流动海水中的腐蚀行为

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材料导报 2023年第18期37卷 178-185页

作者：姜万珩张奇亮牛璐刘梁黄一徐云泽大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 中国船舶工业集团公司第七○八研究所上海200011 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

921A碳素钢作为海洋工程用高强钢,被广泛应用于水下海洋装备的建造。921A钢在服役期间内会遭受恶劣海洋环境以及复杂流场作用,其在流动海水中的腐蚀行为是影响水下海洋装备安全运行的重要因素。为了明晰921A钢在流动海水中的腐蚀规律,... 详细信息

921A碳素钢作为海洋工程用高强钢,被广泛应用于水下海洋装备的建造。921A钢在服役期间内会遭受恶劣海洋环境以及复杂流场作用,其在流动海水中的腐蚀行为是影响水下海洋装备安全运行的重要因素。为了明晰921A钢在流动海水中的腐蚀规律,利用射流喷射系统研究了海洋工程用921A高强碳素钢在不同流速(1~8 m/s)天然海水中的腐蚀行为,并结合电化学测量、微观形貌分析和计算流体力学(CFD)仿真分析了海水中流场、传质和锈层分布对921A钢腐蚀行为的交互影响机制。实验结果表明,随着海水流速从1~3 m/s升高至5~8 m/s,钢材的腐蚀损伤形貌由“流痕”转变为点蚀,海水流速增加会导致更为致密的球状锈层形成。921A钢在流动海水中的腐蚀行为受到流速、传质、壁面切应力、正应力和锈层的协同作用,锈层积累和局部腐蚀更倾向于出现在同时具有低流速、低切应力和高正应力、高传质速率特征的区域。高流速下正应力和切应力的大幅升高是导致致密锈层和点蚀形成的重要原因。921A钢的腐蚀速率在浸泡初期受活性溶解区域的发展控制,实验后期传质和锈层成为影响921A钢腐蚀速率的主要因素。在下一步工作中,将继续围绕流动海水中碳钢材料表面不同形貌锈层的形成机制与局部腐蚀发展规律开展研究。

关键词： 921A钢天然海水流速锈层点蚀 CFD

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猴子岩水库色玉滑坡涌浪灾害链CFD–DEM耦合数值模拟

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工程科学与技术 2023年第1期55卷 161-170页

作者：肖华波王泽皓石伟明王东坡欧阳朝军中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

滑坡涌浪是一种常见的地质灾害现象,由于滑坡体与水体之间存在复杂的流固耦合作用,使得传统的单一介质模型无法进行准确求解。为此,介绍一种基于计算流体力学方法(CFD)与离散单元法(DEM)的流固耦合模型CFD–DEM,采用计算流体力学方法(C... 详细信息

滑坡涌浪是一种常见的地质灾害现象,由于滑坡体与水体之间存在复杂的流固耦合作用,使得传统的单一介质模型无法进行准确求解。为此,介绍一种基于计算流体力学方法(CFD)与离散单元法(DEM)的流固耦合模型CFD–DEM,采用计算流体力学方法(CFD)求解水体流动,采用离散单元法(DEM)模拟散粒体滑坡运动,充分利用不同计算模型的优势,对滑坡及涌浪演进过程进行数值模拟分析。首先,利用该耦合模型对Robbe–Saule开展的颗粒堆积体坍塌–涌浪试验进行了相同工况下的数值计算,从颗粒坍塌运动过程、涌浪高度演化过程等方面进行对比,结果表明模拟结果与试验结果吻合很好,验证了CFD–DEM流固耦合模型的有效性。然后,将该方法应用于四川省猴子岩水库色玉滑坡–涌浪灾害的演进过程分析,重现了该事件滑坡失稳运动、涌浪产生及传播、涌浪爬升、涌浪回流的全过程,计算结果显示:计算得到的电站进水口处涌浪高度与实测数据较为接近;色玉滑坡从失稳运动至静止堆积的持续时间约为20 s,颗粒平均速度最大达到16.12 m/s;滑坡引起的涌浪约在滑坡失稳10 s后传播到对岸,之后开始沿坡面向上爬升,最大爬升高度达到27.32 m。研究表明CFD–DEM流固耦合模型能够很好地应用于模拟山区河谷大规模滑坡涌浪灾害,可为库区防灾减灾提供高效的技术支持。

关键词：滑坡涌浪计算流体力学(CFD) 离散单元法(DEM) 耦合模型数值模拟

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基于数据可用性采样与智能合约的去中心化存储方法

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计算机工程 2025年

作者：陈中李晓风赵赫张凌浩中国科学院合肥物质科学研究院中国科学技术大学

去中心化存储具有高可用性和强扩展性，但由于数据分散存储在多个节点上，存在数据存取速度慢和操作复杂等问题，用户体验相比中心化存储较差。本文着眼于利用数据可用性采样技术，在保持方法去中心化特性的同时，融合中心化存储的优势... 详细信息

去中心化存储具有高可用性和强扩展性，但由于数据分散存储在多个节点上，存在数据存取速度慢和操作复杂等问题，用户体验相比中心化存储较差。本文着眼于利用数据可用性采样技术，在保持方法去中心化特性的同时，融合中心化存储的优势。在该技术中，多个节点从单个数据拥有者处获取随机选取的规模较小的数据子集，其常与纠删码结合使用来提高数据可用性。基于数据可用性采样技术，引入去中心化的存储提供者，以单对单的形式为用户提供服务，同时利用数据保障者来监督存储提供者并为用户数据提供保障。设计一套较为完备的存储方法，来实现高可用的数据存储，并利用区块链与智能合约来增强其去中心化程度。通过支持再质押模式，并采用低计算资源消耗的存储证明算法，来提高节点的加入意愿。为解决较大的数据规模与数据保障者有限的带宽资源之间的矛盾，提出延迟确认机制。实验与分析评估表明，恶意节点共谋概率仅2.43×10-3，数据可用性采样结果不可信的概率仅为2.93×10-4，在300万次模拟实验中发生数据不可用的次数为0，中心化节点数为0，为1 MiB大小的文件生成存储证明仅需3.51 ms。该方法在提高用户友好性和节点友好性的同时，实现了高可用的数据存储，为优化去中心化存储提供可行的技术路径。

关键词：数据可用性采样区块链智能合约去中心化存储纠删码

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