检索结果-内蒙古大学图书馆

大学化学 2023年第1期38卷 155-160页

作者：李远非杨训方王桂玲郭莹王煦李馨儒周艳霞谢英北京大学药学院北京100191

表面活性物质的表面张力等温线测定是大学物理化学实验的重要内容。随着磷脂类表面活性剂的广泛应用,有必要在大学化学中更新经典表面张力等温线测定的实验内容,并使学生掌握先进的测量方法。以二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)和二棕榈酰基... 详细信息

表面活性物质的表面张力等温线测定是大学物理化学实验的重要内容。随着磷脂类表面活性剂的广泛应用,有必要在大学化学中更新经典表面张力等温线测定的实验内容,并使学生掌握先进的测量方法。以二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)和二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)为研究对象,应用界面张力仪测定了两种溶液表面张力等温线,计算了其表面超量和分子横截面积,并设计了拓展性实验内容,对于培养学生分析问题和解决问题的能力具有积极的意义。

关键词：磷脂表面张力等温线实验教学

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串—并混联型经股骨假肢机构设计与性能分析

串—并混联型经股骨假肢机构设计与性能分析

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作者：宋马军北京交通大学

学位级别：博士

经股骨假肢机构是截肢患者恢复因截肢失去膝踝关节运动能力的辅助设备,为截肢患者进行自主性运动提供保障。国内对于经股骨假肢机构的研究较少,现有的膝踝假肢结构简单且运动功能单一,截肢患者长时间穿戴会造成不对称步态和残肢骨骼肌... 详细信息

经股骨假肢机构是截肢患者恢复因截肢失去膝踝关节运动能力的辅助设备,为截肢患者进行自主性运动提供保障。国内对于经股骨假肢机构的研究较少,现有的膝踝假肢结构简单且运动功能单一,截肢患者长时间穿戴会造成不对称步态和残肢骨骼肌的二次伤害。国内假肢技术起步较晚,假肢技术水平的限制导致现有的膝踝假肢机构难以满足经股骨截肢患者对运动功能多样性的需求。如何提出具有运动功能多样化与对复杂路况自适应能力的假肢机构设计方法,以及实现其运动时能耗节约的目标,是假肢机构结构设计层面亟待解决的问题。此外,截肢患者与假肢机构融合后,如何评估人机交互过程中两者之间的兼容性,以及通过人体机能预测进行假肢机构的结构优化设计,是人机系统层面的重要问题。本文研究将恢复经股骨截肢患者失去的膝、踝关节自主运动能力作为设计目标。结合并联机构具有结构简单、承载性能强与多自由度等优点,提出一类具有拟人关节运动特性的并联机构的构型,形成一种构型新颖且具有机械式自适应能力的经股骨假肢机构设计方法。通过人体动力学仿真分析验证经股骨假肢机构结构设计的可行性和建模方法的正确性,探索人机交互时假肢机构对人体生理机能的影响,以人为本的前提下优化经股骨假肢机构的结构设计。基于三闭环PI的有限状态机控制系统在经股骨假肢机构应用进行研究。研究成果为多运动功能与自主适应能力的经股骨假肢机构设计提供可行方案,有利于促进便捷式可穿戴的经股骨假肢机构乃至医疗康复机构的发展。具体研究内容包括:多运动功能的经股骨假肢机构构型设计。基于步态实验测试平台完成健康受试者下肢关节运动和足底压力信号的采集与分析,以无球副并联机构作为支撑载体,提出串-并混联型的经股骨假肢机构设计方法,用以模仿膝踝关节多自由度运动特性。同时,串-并混联构型的设计可将踝足假肢机构脱离并应用于经胫骨截肢患者,使经股骨假肢机构面向多种截肢人群的应用。仿生能量装置与自适应模块的设计。基于人体下肢运动机理与骨骼能量产出的映射关系,开发符合膝关节步态节律的可穿戴能量离合器装置和基于多连杆机构的踝关节能量装置,实现经股骨假肢机构的连续性能量储存-释放,降低假肢工作的能耗并提高其自主柔顺性和抗冲击能力。机械自适应装置设计用以提升假肢对外部环境的自适应能力,实现人机模型运动过程中的相互协调,加强步行稳定效果。人机建模与交互分析。为探索经股骨假肢对截肢患者的健康状况影响,提出基于步态驱动的人机建模方法。与现有模型不同之处在于,该模型考虑骨骼肌、地面反力和能量消耗的相对贡献,更全面准确地探索模型在步行时人体生理指标,包括人体肌肉力、肌肉活度与新陈代谢,以及经股骨假肢机构的关节力矩与功率需求。以经济型人体代谢消耗为优化目标,建立关于下肢肌肉募集方法与假肢机构关节空间位置的优化数学模型,消除人机建模的关节位置误差,实现人体代谢消耗最小化情况下的假肢机构结构层面的改进设计。多运动功能的髋部步态模拟器平台搭建。为了解决未能找到合适经股骨截肢患者的难题,设计多运动功能的步态模拟装置,实现髋关节多自由度运动特性,模仿人体前行过程中的人体髋关节屈伸与内外翻运动。基于螺旋理论综合一类基于高刚度多自由度的髋部并联机构,运动学与动力学结果验证该并联机构可作为髋部模拟器,髋关节的屈伸与内外展运动模式可提供多样性的样机功能验证。控制系统设计与样机步行功能验证。设计基于三闭环PI的有限状态机控制系统,对经股骨假肢机构在支撑阶段的动力输出与步态周期内的关节位置控制进行追踪,仿真结果验证了理论计算的正确性,及应用于经股骨假肢机构的控制系统可行性。搭建经股骨假肢机构样机平台并制定控制系统设计方案,基于步态模拟器完成样机的多运动模式的功能验证,实验结果表明该样机的假膝与假踝关节能满足预期的多运动功能设计需求。

关键词：经股骨假肢机构人体生物力学并联机构机械自适应性人机建模新陈代谢

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强声激励对煤粉燃烧的强化作用的数值研究

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声学技术 2024年第5期43卷 613-620页

作者：赵文嘉姜根山刘月超姜羽华北电力大学(保定) 河北保定071003 华北电力大学北京102206 河北省物理学与能源技术重点实验室河北保定071003

声波激励在火力发电厂等的工程应用中有良好的前景,可以有效提高煤粉燃烧效率。文章采用声波激励强化煤粉燃烧模型,并通过建立二维煤粉燃烧数值计算模型,在该模型下求解Arrhenius动力反应速率,反应模型采用有限速率/涡耗散模型,分析燃... 详细信息

声波激励在火力发电厂等的工程应用中有良好的前景,可以有效提高煤粉燃烧效率。文章采用声波激励强化煤粉燃烧模型,并通过建立二维煤粉燃烧数值计算模型,在该模型下求解Arrhenius动力反应速率,反应模型采用有限速率/涡耗散模型,分析燃烧区域温度场在不同进风速度与进煤速度配比(U_(0)/U_(1))、不同声压级(135~165 dB)和不同声波频率(50~5000 Hz)下的燃烧区域温度场的变化规律。结果表明:该方法可以有效地表征声波对燃烧的强化作用,当进风速度与进煤速度之比U_(0)/U_(1)为1.39,煤粉受到声压级为165 dB、声波频率为50 Hz的低频高强声作用时,声波对流场的扰动效果最好,燃烧区域的温度最高,强化燃烧效果最佳。

关键词：声波煤粉燃烧温度

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基于S-MCLSTM和DANN的滚动轴承剩余寿命预测方法

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计算机应用研究 2024年第9期41卷 2787-2793页

作者：董志民董洁超濮阳职业技术学院数学与信息工程学院河南濮阳457000 河南大学濮阳工学院河南濮阳457000 中国工商银行软件开发中心北京100080

针对在不同工作条件和不同故障形式下,滚动轴承剩余寿命预测泛化能力差和精确度不高的问题,提出一种基于孪生多卷积长短时记忆网络(S-MCLSTM)和域对抗网络(DANN)的剩余寿命预测方法。首先针对不同的工作条件对退化过程的影响,提出基于S-... 详细信息

针对在不同工作条件和不同故障形式下,滚动轴承剩余寿命预测泛化能力差和精确度不高的问题,提出一种基于孪生多卷积长短时记忆网络(S-MCLSTM)和域对抗网络(DANN)的剩余寿命预测方法。首先针对不同的工作条件对退化过程的影响,提出基于S-MCLSTM的差异化特征提取器以提取一定时间间隔的两个样本之间的差异化特征。同时,进一步使用工作条件判别器与差异化特征提取器进行对抗训练,减少由于工作条件的原因产生的冗余特征。之后针对故障形式对退化过程的影响,设计了故障诊断器用于和差异化特征提取器对抗训练。最后,考虑到滚动轴承一般退化过程中,不同阶段的退化过程与特征之间的映射关系可能存在的差异,提出了阶段判别器,并在不同阶段应用不同的剩余寿命预测器进行预测。最终在西安交通大学XJTU-SY轴承数据集上的实验表明,该方法在多种工作条件和故障形式下都能较准确地预测剩余寿命,有较为广泛的应用前景。

关键词：滚动轴承剩余寿命预测孪生多卷积长短时记忆网络域对抗网络

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基于多维不确定度量化的电磁模型验证与确认研究

基于多维不确定度量化的电磁模型验证与确认研究

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第26届全国电磁兼容会议

作者：伍月千鲍献丰李瀚宇周海京北京应用物理与计算数学研究所北京 100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京 100088 北京应用物理与计算数学研究所北京 100094

计算机技术的日益发展使得高性能电磁模拟在民航、军事等领域应用越来越广泛,而只有保证了建模与仿真的置信度,电磁模拟仿真才具有实际应用价值和意义.验证和确认(Verification and Vali-dation,V&V)是置信度评估的重要手段,随着评... 详细信息

计算机技术的日益发展使得高性能电磁模拟在民航、军事等领域应用越来越广泛,而只有保证了建模与仿真的置信度,电磁模拟仿真才具有实际应用价值和意义.验证和确认(Verification and Vali-dation,V&V)是置信度评估的重要手段,随着评估手段的日益客观化和科学化,不确定度量化和传播是目前V&V研究的主要核心方向.由于复杂电磁模型不确定源种类繁多,类型各异,面临超大计算量的问题,致使不确定度量化的本地化过程具有挑战性.本文针对复杂电磁模型验证与确认的瓶颈问题,紧密结合复杂电磁模型不确定源的特点,开展不确定源的量化分析研究,采用非嵌入式多维多项式混沌方法研究电磁模型仿真输入参数不确定引起的相关输出响应量的不确定度,并兼顾数值稳定性.在此基础上应用于电磁领域模型的置信度评估,促进高性能数值模拟在电磁领域的大规模集成及应用.

关键词：电磁仿真模型验证模型确认不确定度量化

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基于三阶Adams-Bashforth公式法的磁位场向下延拓技术

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地球物理学进展 2022年

作者：尤天顺赵跃进刘明董立泉孔令琴惠梅北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京理工大学长三角研究院(嘉兴)

航磁测量作为高空地理信息探测的重要发展方向，已成为国内外研究的趋势。在航磁数据库的建立中，磁位场延拓技术能够有效增强弱异常和识别重叠异常，从而建立地球磁场数据的垂直高度关系。然而基于傅里叶变换的下延方法在数学上是不适... 详细信息

航磁测量作为高空地理信息探测的重要发展方向，已成为国内外研究的趋势。在航磁数据库的建立中，磁位场延拓技术能够有效增强弱异常和识别重叠异常，从而建立地球磁场数据的垂直高度关系。然而基于傅里叶变换的下延方法在数学上是不适定问题，基于迭代的下延方法会导致噪声累积。为此，本文提出一种基于Adams-Bashforth公式法的磁位场向下延拓技术。首先，对观测面磁位场一阶垂向导数向上延拓，得到不同高度的磁位场垂向导数；然后，基于三阶Adams-Bashforth公式法，根据观测面磁位场剩磁强度及向上延拓的一阶垂向导数推导出稳定的向下延拓公式，根据延拓公式求解探测磁位场剩磁强度；最后为验证本文方法，将其分别应用于理论模型和实际航磁数据。理论模型仿真表明，相比四阶和八阶，三阶Adams-Bashforth下延法在多目标反演中效果更好；同时，对比FFT下延法和积分迭代下延法，Adams-Bashforth下延法收敛速度快、识别精度更高，而且拥有更强的抗噪水平；引入来自密西西比州富兰克林的克兰菲尔德油田区域实际航磁数据，将90m高度磁位场剩磁强度通过本文方法下延至45m高度，并与45m高度的实际磁位场数据对比，全局误差控制在12.5nT，验证该方法可实现稳定、高精度的磁场向下延拓，证明本文向下延拓方法为航磁数据的后续处理提供了新的思路。

关键词：航磁磁位场向下延拓 Adams-Bashforth公式法抗噪能力数据处理

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无充填结构面非线性本构模型与离散元应用研究

无充填结构面非线性本构模型与离散元应用研究

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作者：冯文林北京交通大学

学位级别：博士

经过漫长的地质构造作用,岩体中会形成很多不连续的结构面(断层、层理和节理等),结构面会对岩体变形破坏起控制性作用。随着山岭隧道以及边坡等大型岩体工程建设的日益增加,工程稳定性问题就显得越来越重要,如何准确的评价岩体变形也成... 详细信息

经过漫长的地质构造作用,岩体中会形成很多不连续的结构面(断层、层理和节理等),结构面会对岩体变形破坏起控制性作用。随着山岭隧道以及边坡等大型岩体工程建设的日益增加,工程稳定性问题就显得越来越重要,如何准确的评价岩体变形也成为工程中亟待解决的难题。本文结合结构面力学特性的研究成果,选择合适的法向变形模型建立非线性分析方法,基于损伤力学和弹塑性力学建立剪切本构模型,根据本构模型的特征开发非线性分析方法,并在离散元二次开发环境中,将本构模型加以实际应用,研究内容对于准确评价岩体变形以及推动结构面非线性理论的发展具有十分重要的价值。论文主要研究成果如下:1)基于UDEC中本构模型的运行机制,针对Barton双曲线模型,结合试验结果分析其在法向拉伸的适用性,采用迭代与增量相结合方法,建立结构面法向双曲线模型的非线性分析计算方法。通过改变增量步距,研究非线性方法计算结果与理论结果之间的差异,分析初变量相对误差的变化特征,探究合适的非线性计算方法。2)采用青砂岩制备Barton型结构面进行不同法向应力下的剪切试验。根据试验结果,得到结构面剪切曲线各个阶段特征,建立了各种力学参数与法向应力和粗糙度之间的定量关系,同时划分出剪切过程中声发射特征的不同阶段,得到结构面剪切破坏模式与法向应力和粗糙度之间的定性关系。3)基于统计损伤力学,结合生物种群生长阻滞模型,建立结构面剪切损伤演化方程,进而推导出结构面剪切损伤本构模型。由控制条件和经验公式给出了模型参数的确定方法,并对模型参数的物理意义进行分析。采用混沌理论研究本构模型混沌演化特征,得到不同变形增量对本构模型的影响,由欧拉差分的方法,建立了损伤本构模型的增量分析计算方法。通过大量统计分析建立模型参数与结构面特征参数之间的经验关系。4)在弹塑性力学基础上,采用Barton剪切强度准则,建立了非关联流动法则条件下的弹塑性增量本构模型,通过最优化分析,得到了峰后粗糙度JRC与剪切塑性变形之间的函数关系,并将其与剪切弹塑性本构模型耦合,建立了可以反映峰后应力非线性软化的弹塑性增量本构模型。采用统计分析的方法,建立模型参数与结构面特征参数之间的经验关系。5)基于隐式返回映射算法,结合结构面本构模型的特征,开发出了可以适用于结构面弹塑性增量本构模型的分析计算方法,分析计算方法充分考虑了计算的精度和稳定性的问题。该分析计算方法得到的结果能够反映结构面剪应力非线性变化特征,也能反映剪胀的非线性变化过程,数值计算结果与试验结果之间具有很好的一致性。6)在离散元软件二次开发的接口中,将本构模型采用C++语言编制代码嵌入到UDEC中进行二次开发,嵌入的本构模型能够很好的反映结构面不同受力状态下的非线性变化特征。为了研究嵌入模型的实用性,开展了多组结构面压缩、双结构面剪切和不同耦合结构面剪切的数值模拟研究。多组结构面压缩结果中结构面变形对于岩体的非线性变形会起到控制作用;双结构面中的粗糙度组合和间距直接影响岩体整体的剪切强度、残余强度等力学特性;耦合结构面中粗糙度组合、种类数和组合顺序对结构面整体力学特性起到了很大的影响,结构面上的应力分布特征也会呈现不均匀的状态。

关键词：非线性分析计算剪切损伤模型混沌分析弹塑性增量模型改进返回映射算法粗糙度系数离散元二次开发

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基于局部结构的涡轮导向器屈曲故障模式分析

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燃气涡轮试验与研究 2020年第4期33卷 15-20页

作者：张帆冯引利高金海郭宝亭蒋文婷中国科学院工程热物理研究所轻型动力重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对涡扇发动机试车后出现的涡轮导向器结构内环波瓣形变形,开展了相关分析研究。首先基于局部屈曲理论提出一套相应的屈曲判定与优化方法,并将其应用于涡轮导向器的变形失效中。然后对压应力集中区域的边界条件进行提取、优化,利用有... 详细信息

针对涡扇发动机试车后出现的涡轮导向器结构内环波瓣形变形,开展了相关分析研究。首先基于局部屈曲理论提出一套相应的屈曲判定与优化方法,并将其应用于涡轮导向器的变形失效中。然后对压应力集中区域的边界条件进行提取、优化,利用有限元方法计算该结构的屈曲特征值。计算结果表明:涡轮导向器内外环机匣之间存在的较大温度梯度,以及防气流倒灌的内外封严设计,导致导向器结构局部屈曲。在理论解与数值模拟的基础上,对该导向器局部结构进行几何优化,优化后的静强度与屈曲安全系数均满足设计准则要求。本文提出的考虑非均匀温度场下由热应力引起复杂结构屈曲的判别及结构优化方法大大简化了计算流程,提高了热结构分析设计水平。

关键词：航空发动机涡轮导向器屈曲圆筒壳有限元屈曲安全系数故障分析

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车辆编队网络中资源分配与调度优化研究

车辆编队网络中资源分配与调度优化研究

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作者：马小婷北京交通大学

学位级别：博士

随着移动通信与人工智能技术的发展,计算密集型车载应用对网络和计算性能的需求不断攀升,使得车联网的数据处理压力不断增大。由于长距离通信时延大,单纯依赖云计算已不能完全缓解车联网的压力。靠近用户侧的边缘计算因灵活的资源调度... 详细信息

随着移动通信与人工智能技术的发展,计算密集型车载应用对网络和计算性能的需求不断攀升,使得车联网的数据处理压力不断增大。由于长距离通信时延大,单纯依赖云计算已不能完全缓解车联网的压力。靠近用户侧的边缘计算因灵活的资源调度管理可缓解车联网的压力,近年来已成为研究的热点。将边缘计算应用到车联网场景,可以增强车联网网络边缘的通信、计算、存储/缓存功能,实现系统快速响应,从而推动自动驾驶终极目标加速落地。然而,仅依靠资源有限的边缘服务器,难以应对智能网联汽车新型车载服务的爆发式增长。随着车载通信与计算能力的不断提升,以及用户对数据隐私的密切关注,数据越来越倾向于在本地终端进行处理。因此,车联网势必会形成以终端智能为依托的边缘计算发展方向。由于单一的车载终端资源有限,车辆往往需要通过协作进行资源管理和车载调度,以实现终端智能。在车联网场景中,车车通信链路生存周期较短且不稳定,各终端可利用资源具有差异性,给协作车辆的终端资源调度带来了挑战。如何汇聚与调度协作车辆的终端空闲资源,实现数据本地处理亟待深入研究。为应对上述挑战,本文聚焦车辆编队网络扩展边缘计算范式,展开基于车辆编队的资源分配与调度优化研究。从网络连通性分析、任务卸载、边缘学习和多车辆编队通信四方面入手,分别探究多用户接入对链路性能的影响、多任务卸载请求对车载资源的竞争、终端服务能力差异性对边缘学习的影响,以及通信资源受限对多编队分布式学习的影响四个问题。论文的主要研究内容和和创新点包含以下四个方面:(1)基于车辆编队的网络连通性分析。随着智能网联汽车数量的不断增加,车联网面临着多用户信道接入竞争与数据包碰撞概率增加的问题。基于此,本文从车载中继网络入手,针对车辆移动性和多用户信道接入竞争对网络性能的影响,开展基于车辆编队模型的网络连通性分析。首先,综合分析中继网络中车辆密度、车辆速度、数据包碰撞概率和中继概率之间的关系;其次,考虑车辆的移动性,建立基于车辆节点移动性的中继通信网络下行性能分析模型;最后,在考虑车辆密度和退避窗口大小的情况下,提出调度车辆形成编队减少数据包分组碰撞概率。仿真结果表明,当交通流密集较大时,车辆编队模型可以充分发挥中继节点的作用,减少用户接入碰撞概率,提升链路连通性。(2)基于任务卸载的资源分配和车辆调度研究。由于车辆移动性、车载服务差异性、车辆自私性以及多任务请求,在车辆编队网络中任务卸载面临卸载效率低的问题。针对车辆移动行为,考虑卸载任务的回收问题,提出基于任务卸载与回收的资源分配与调度方案,避免因任务不完整造成卸载服务失败。针对车辆移动导致的编队不稳定性,利用排队论进行任务卸载处理过程建模。同时,为克服车辆自私性对车辆编队资源利用的限制,解决多任务请求者与多资源提供者之间的竞争关系,提出基于多主多从博弈的任务卸载方案,激励车辆贡献资源,并利用强化学习算法求解卸载方案的价格决策和计算资源分配。仿真结果表明,强化学习算法可以避免当计算资源不充足时出现多任务盲目竞价的情况,实现编队内资源的合理利用。(3)基于边缘学习的资源分配和车辆调度研究。有限的通信和计算资源,以及用户对隐私保护的日益关注,均给车联网中海量数据分析和训练带来了严峻的挑战。针对该问题,本文设计了基于车辆编队的边缘学习框架。同时,编队内各成员间的服务时间、服务能力具有一定的差异性和局限性,影响着模型的学习性能。因此,在此架构下设计两阶马尔可夫随机过程描述各参与车辆间学习服务质量。针对通信资源有限性和车辆服务能力差异性对模型训练性能的影响,提出了基于学习有效性的车辆调度方案。在最大可容忍学习时间约束下,设计了一个按需动态优化车辆调度和资源分配的方案,以最大限度地提高模型预测准确性。仿真结果表明,所提出的调度策略能够按需调度参与车辆数量,有效权衡学习性能和学习延迟之间的关系。(4)基于智能反射面的资源分配和多编队调度研究。如何在资源受限的边缘计算系统上减少本地学习模型的聚合时间,是边缘学习亟待解决的一个关键问题。基于此,本文研究了基于智能反射面的多车辆编队调度学习和资源分配问题。由于反射单位相移优化问题的非凸性,针对单智能反射面辅助与大规模智能反射面辅助通信分别提出了基于序列优化和基于分组的相移优化方案。为了解决模型训练效果与编队通信性能、计算性能之间关系难以用数学公式精确描述的难题,从基于分组的相移优化方案出发,利用概率模型刻画多编队调度通信的可靠性。最后,联合编队的通信可靠性与计算可靠性设计基于学习可靠性的编队调度方案,以权衡被调度用户计算与通信性能之间的关系。仿真结果表明,智能反射面辅助通信可以有效提高多用户通信网络的可靠性,并验证了基于学习可靠性调度方案的合理性。

关键词：车辆编队网络资源分配车辆调度任务卸载边缘学习

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cosRMC复杂曲面开发及在聚变中子学的应用

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原子能科学技术 2020年第4期54卷 635-641页

作者：刘仕倡申靖文严伊蔓杜华孙业帅秦瑶郑俞卢棚李夏张显刘松林陈义学华北电力大学核科学与工程学院北京102206 国家电投集团科学技术研究院有限公司核电软件技术中心北京102209 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

中国聚变工程实验堆(CFETR)是我国自主设计和研制的重大科学工程,CFETR旨在与ITER相衔接和补充,为研制DEMO级别聚变堆电站提供必要的技术。蒙特卡罗方法在聚变中子学与屏蔽设计等方面具有重要作用。本文基于自主化蒙特卡罗程序cosRMC,... 详细信息

中国聚变工程实验堆(CFETR)是我国自主设计和研制的重大科学工程,CFETR旨在与ITER相衔接和补充,为研制DEMO级别聚变堆电站提供必要的技术。蒙特卡罗方法在聚变中子学与屏蔽设计等方面具有重要作用。本文基于自主化蒙特卡罗程序cosRMC,研究了蒙特卡罗复杂曲面建模的数学模型和计算方法,开发了复杂曲面建模功能,并通过PPCS(power plant conceptual study)模型验证了该功能实现的正确性。然后构建了CFETR的三维精细化模型,并利用该模型对CFETR包层设计中的关键中子学参数进行计算分析。结果表明,cosRMC对中子学参数氚增殖比、中子壁载荷和核热沉积的计算结果与MCNP的计算值吻合良好,相对偏差均小于5%,满足工程设计需求。研究证明了cosRMC应用于聚变堆包层中子学分析的正确性和有效性。CFETR中子学参数的计算分析,也为其设计和优化提供了参考。

关键词：蒙特卡罗方法聚变中子学复杂几何建模 cosRMC

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