检索结果-内蒙古大学图书馆

第十三届全国流体力学学术会议

作者：林海天江思雅符松清华大学航天航空学院中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与数学研究所

风力机的叶片设计需要大量的叶型气动数据,对于大型风力机,当前高雷诺数下叶型的气动数据尚不丰富,而数值仿真结果也存在一定的偏差,需要对分离流场的预测进行改进。对于厚度较大的风力机叶片,失速特性通常较为平缓,而混合方法对分离点... 详细信息

风力机的叶片设计需要大量的叶型气动数据,对于大型风力机,当前高雷诺数下叶型的气动数据尚不丰富,而数值仿真结果也存在一定的偏差,需要对分离流场的预测进行改进。对于厚度较大的风力机叶片,失速特性通常较为平缓,而混合方法对分离点的预测存在一定困难。本文基于Fu-Wang转捩模式,对中等厚度的风力机叶型中等迎角工况进行了分离涡模拟,并将其与全湍流计算结果进行对比。全湍流DES类方法对尾缘分离预测较差,低估了翼型的升力系数,并严重高估了阻力系数;转捩IDDES计算改善了尾缘分离的预测,给出了更准确的升阻力系数。转捩计算考虑了粘性较小的层流区,从而在计算中延缓了分离的发生,改善了分离的预测。

关键词： RANS/LES混合方法转捩模式分离流动风力机叶型

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不同二冷比水量下24Mn钢连铸坯枝晶生长热模拟研究

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材料导报 2025年第5期39卷 223-230页

作者：张凯伦潘栋郭庆涛仲红刚张宇张翔宇徐佩鞍钢集团北京研究院有限公司北京102200 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114009 上海大学先进凝固技术中心上海200444

基于数值-物理耦合仿真原理,采用连铸坯枝晶生长模拟装置对不同二冷比水量下的24Mn钢凝固行为进行研究。结果表明,随着二冷比水量的增大,铸坯表面及中心温度显著降低,表面回温现象加剧,铸坯凝固速率增大,而凝固坯壳厚度变化不明显。在... 详细信息

基于数值-物理耦合仿真原理,采用连铸坯枝晶生长模拟装置对不同二冷比水量下的24Mn钢凝固行为进行研究。结果表明,随着二冷比水量的增大,铸坯表面及中心温度显著降低,表面回温现象加剧,铸坯凝固速率增大,而凝固坯壳厚度变化不明显。在二冷比水量0.45 L/kg条件下铸坯中心等轴晶率增大,可达58.7%,而在二冷比水量0.73 L/kg条件下铸坯中心元素偏析减轻,碳偏析为1.079。通过建立数学模型研究发现在连铸坯凝固过程中S、P最容易在枝晶前沿偏聚,形成枝晶偏析,而通过增大二冷比水量一定程度上能够加大枝晶偏析,减轻宏观偏析,改善铸坯成分均匀性。本研究有效建立了连铸工艺与铸坯组织、偏析间的定性/定量关系,为24Mn钢高质量连铸生产提供了理论指导。

关键词： 24Mn钢二冷比水量耦合模拟枝晶生长

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微分相位衬度计算机层析成像的感兴趣区域重建方法

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物理学报 2021年第11期70卷 352-359页

作者：张敬娜张慧滔徐文峰朱溢佞邓世沃朱佩平首都师范大学数学科学学院北京成像理论与技术高精尖创新中心北京100048 琶洲实验室广州510335 中国科学院高能物理研究所北京100049

基于光栅干涉仪系统的X射线微分相位衬度计算机层析成像,不仅可以重建物体的线性衰减系数,还可以重建物体的相移系数和线性散射系数.在实际应用时,大面积光栅不易获得,常常遇到样品大于光栅的情况.当用小于样品的光栅对样品进行扫描时,... 详细信息

基于光栅干涉仪系统的X射线微分相位衬度计算机层析成像,不仅可以重建物体的线性衰减系数,还可以重建物体的相移系数和线性散射系数.在实际应用时,大面积光栅不易获得,常常遇到样品大于光栅的情况.当用小于样品的光栅对样品进行扫描时,样品超出光栅成像视野的部分会导致微分相位投影信息被截断.本文针对微分相位衬度计算机层析成像提出了一种相移系数的感兴趣区域重建方法.该方法利用物体相移系数和线性衰减系数(即折射率实部减小量和折射率虚部)之间的近似线性关系;通过重建相移系数的Lambda函数和线性衰减系数的Lambda逆函数的多项式组合,近似重建物体感兴趣区域的相移系数.数值模拟实验依据菲涅耳衍射积分理论,进行计算机仿真X射线的传播过程和光栅成像过程.实际实验利用上海同步辐射BL13W1站的Talbot光栅干涉仪系统,分别对标准模体和生物样品进行光栅微分相位衬度计算机层析成像.数值模拟和实际实验结果都验证了该方法的有效性.

关键词：微分相位衬度计算机层析成像感兴趣区域重建相移系数

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应用物理结合的人工智能方法提升“21·7”河南极端强降水预报

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中国科学：地球科学 2024年第5期54卷 1680-1701页

作者：钟琦张智察姚秀萍侯劭禹傅慎明曹勇敬林果中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 浙江省气象台杭州310051 河北省人工影响天气中心石家庄050021 中国科学院大气物理研究所北京100029 国家气象中心北京100081 成都信息工程大学计算机学院成都610228

极端强降水是破坏和影响最为巨大的自然灾害之一,而由于其罕见性和独特性,其发生演变的精准预报极具挑战.本文以2021年河南“21·7”极端降水事件为对象,基于异常物理特征分析和多模式预报偏差理解,通过在损失函数中采用与降水物理... 详细信息

极端强降水是破坏和影响最为巨大的自然灾害之一,而由于其罕见性和独特性,其发生演变的精准预报极具挑战.本文以2021年河南“21·7”极端降水事件为对象,基于异常物理特征分析和多模式预报偏差理解,通过在损失函数中采用与降水物理和数据特征更相适的优化指标和约束,开展降水预报的机器学习订正试验,有效改进了强降水强度和落区预报.研究发现,通过学习异常物理特征与强降水的关系,可显著提升降水预报的强度,但降水的落区很难调整,也容易带来较大空报;这一方面是由于极端降水事件过程中相对稳定维持的异常环流和物理特征主要包含较大尺度信息,与模式降水偏差具有一致性,另一方面由于极端降水样本稀少,因此相应采用的算法复杂度较低.通过多模式降水的机器学习融合,有潜力提取各模式降水预报精细结构的优势,显著改进降水落区预报,但降水强度提升有限.本文基于“好而不同”的多模式融合,再结合适量异常特征可达成综合调整强降水落区和降水强度的效果.研究为提升极端性强、变率大的强降水精细化预报进行了创新探索,也为未来物理融合人工智能方法提供参考.

关键词：极端降水事件精细化检验评估异常物理特征多模式融合机器学习

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机械传动系统含偏差频率分量协同检测与分解方法

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机械工程学报 2024年第15期60卷 100-112页

作者：于小洛杨阳杜明刚何清波彭志科上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 中国北方车辆研究所北京100072 宁夏大学机械工程学院银川750021

传动系统故障诊断对于保障装备可靠运行具有重要作用,信号分解是传动系统故障特征提取的重要技术手段。由于传动误差、零部件惯性、频率分辨率等,传动系统振动信号的部分分量实测频率往往与根据运动学关系计算的理论频率存在偏差,且分... 详细信息

传动系统故障诊断对于保障装备可靠运行具有重要作用,信号分解是传动系统故障特征提取的重要技术手段。由于传动误差、零部件惯性、频率分辨率等,传动系统振动信号的部分分量实测频率往往与根据运动学关系计算的理论频率存在偏差,且分量的存在性判定问题通常被忽略。上述局限导致主流的信号分解方法在处理含偏差频率分量时,面临分解精度及物理可解释性方面的共同挑战。对此,提出一种针对传动系统含偏差频率分量的协同检测与分解方法,借助信号分量间固有的谐波关系对含偏差频率分量进行协同检测,并判定其存在性;协同检测的结果能够进一步作为信号分解的基础,分解精度相比未经协同检测的现有方法大幅提升。通过三个实际应用案例验证了所提方法对平稳工况及非平稳工况下的传动系统信号特征提取的有效性。

关键词：协同检测故障诊断传动系统信号分解

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样本不平衡条件下的甘南地区金矿定量预测方法

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地学前缘 2025年

作者：谢淼柳炳利李芸和王政尧曹昌杰吴艺骁中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所成都理工大学数学地质四川省重点实验室成都理工大学数学科学学院中国地质大学(北京)地球科学与资源学院

深度学习模型因其在数据特征提取方面的强大能力而在成矿预测领域得到了广泛应用。然而,基于监督学习的深度学习方法常常面临着训练样本不足和正负样本不均衡的问题,尤其是成矿事件的稀有性易导致模型的稳健性与泛化能力不足。为了解决... 详细信息

深度学习模型因其在数据特征提取方面的强大能力而在成矿预测领域得到了广泛应用。然而,基于监督学习的深度学习方法常常面临着训练样本不足和正负样本不均衡的问题,尤其是成矿事件的稀有性易导致模型的稳健性与泛化能力不足。为了解决这一问题,本文使用了3种不同的数据增强方法:一是使用滑动窗口的数据增强方法,以“已知正负样本”为中心,采用多次滑动的方式完成增强;二是使用生成式模型,如生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN);三是带梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络(Wasserstein generative adversarial network with gradient penalty,WGAN-GP),利用真实样本训练网络,基于训练完备的生成器实现增强。3种不同的数据增强方法能够在样本量扩充的同时,尽可能地保留地质意义。为了验证数据增强的有效性,本文使用真实样本与生成样本之间的FID(Frechet inception distance)值和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)进行评估。结果表明,基于WGAN-GP增强后的数据集在CNN模型具有更强的泛化能力,绘制的甘南地区金矿成矿远景图为未来的矿产资源勘查工作提供了重要的启示。

关键词：样本不均衡数据增强卷积神经网络定量预测

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加入多次波的长时窗接收函数主成分分析及其在张八岭构造带地壳分析中的应用

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地球物理学报 2023年第1期66卷 210-228页

作者：陈昊李红星洪德全汪舒妍韩如冰艾寒冰程永志东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330000 安徽省地震局合肥230000 清华大学数学科学系北京100000 中国地质科学院地质研究所北京100037

接收函数主成分分析方法可以有效地提取单台接收函数中蕴含的台站下方地壳结构和速度各向异性信息,本文在原有理论基础上将该方法应用于加入了多次波的长时窗接收函数.通过位于郯庐断裂带张八岭构造带的滁州台和嘉山台的数据进行分析验... 详细信息

接收函数主成分分析方法可以有效地提取单台接收函数中蕴含的台站下方地壳结构和速度各向异性信息,本文在原有理论基础上将该方法应用于加入了多次波的长时窗接收函数.通过位于郯庐断裂带张八岭构造带的滁州台和嘉山台的数据进行分析验证,并估计了该地区地下结构和速度各向异性信息.测试结果表明:相较于仅对Ps转换波的接收函数主成分分析研究,扩大时窗范围、加入多次波后,利用第二主成分重构的径向接收函数中信息更加丰富,且更有利于对构造特征和速度各向异性进行约束.研究同时发现,重构的接收函数在多次波的时窗内的稳定性更强.实际数据结果显示:张八岭构造带东缘滁州台下方地壳底部具有倾向指北、向下倾斜不超过20°的构造特征,壳内具有快轴方向近似平行于郯庐断裂带走向且不大于7%的速度各向异性.而嘉山台下的地壳横向结构变化幅度不大,具有较弱的速度各向异性特征,但沉积层底界面表现为近北东走向,向东南下倾的构造特征.这种差异的地壳结构特征也指示出该构造带在演化过程中具有较高的非均一性.

关键词：接收函数主成分分析长时窗多次波张八岭构造带

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Dense-1D-U-Net:用于自参考光谱干涉飞秒脉冲相位测量

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中国激光 2022年第9期49卷 39-51页

作者：况琪申雄徐艺林白丽华刘军上海大学物理系上海200444 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049

超快激光脉冲形状宽度测量的核心是光谱相位的精确测量。本文提出了一种结合深度学习的自参考光谱干涉(SRSI)方法,并用该方法进行了飞秒脉冲相位的测量。该方法基于针对一维信号的Dense-1D-U-Net神经网络,采用经典的编码-解码网络结构... 详细信息

超快激光脉冲形状宽度测量的核心是光谱相位的精确测量。本文提出了一种结合深度学习的自参考光谱干涉(SRSI)方法,并用该方法进行了飞秒脉冲相位的测量。该方法基于针对一维信号的Dense-1D-U-Net神经网络,采用经典的编码-解码网络结构并加入稠密连接和跳跃连接来提高网络的性能。结合SRSI法的特点,本文设计出结合了稠密连接块的Dense-1D-U-Net神经网络。基于大量接近真实光谱相位的模拟光谱相位数据可以发现,基于Dense-1D-U-Net的SRSI算法的计算结果的均方根误差相比传统SRSI算法至少降低一个数量级。与有无稠密连接、跳跃连接的对照组神经网络进行对比,分析了Dense-1D-U-Net的优势。最后用实验测量数据验证了使用模拟数据训练的Dense-1D-U-Net具有计算实验数据的能力。Dense-1D-U-Net神经网络未来可以拓展应用到超快光谱等其他一维信息研究领域。

关键词：测量深度学习编码-解码自参考光谱干涉神经网络稠密连接

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基于时域变换的多路径干扰检测技术研究

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导弹与航天运载技术 2020年第6期 116-120页

作者：李晨阳刘洪艳关莹徐晓波高宗北京航天长征飞行器研究所北京100076 试验物理与计算数学国家级重点实验室北京100076

为降低再入飞行器微波测距系统电磁易损性敏感风险,提出了基于时域变换的多路径干扰检测技术,通过理论分析与仿真验证表明此项技术完全可以实现,该技术可同时用于多路径干扰的识别与滤除方法的选择。

关键词：时域变换多路径干扰检测

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Yb:CaYAlO_(4)再生放大器

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物理学报 2023年第5期72卷 132-141页

作者：王阁阳白川麦海静郑立田轩于洋田文龙徐晓东魏志义朱江峰西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安电子科技大学前沿交叉研究院西安710071 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 江苏师范大学物理与电子工程学院徐州221116

阿秒科学是驱动超强超快激光往高平均功率和短脉冲宽度方向快速发展的动力之一.本文针对高重复频率阿秒光源的实际需求,开展了基于国产Yb:CaYAlO_(4)晶体的再生放大理论和实验研究.在理论研究中,根据Yb:CaYAlO_(4)晶体的热透镜计算结果... 详细信息

阿秒科学是驱动超强超快激光往高平均功率和短脉冲宽度方向快速发展的动力之一.本文针对高重复频率阿秒光源的实际需求,开展了基于国产Yb:CaYAlO_(4)晶体的再生放大理论和实验研究.在理论研究中,根据Yb:CaYAlO_(4)晶体的热透镜计算结果,设计了热稳定性良好的模式可调再生腔;并对晶体π和σ偏振的放大输出能量和光谱进行计算.在此基础上,开展了Yb:CaYAlO_(4)晶体不同偏振性质的再生放大实验研究.在晶体π偏振的实验中,获得了平均功率16.1 W、单脉冲能量1.61 mJ、光谱中心波长1030 nm、光谱半高全宽16 nm的放大输出,压缩后的激光脉冲宽度为149 fs,压缩效率为92.1%,峰值功率大于9.5 GW.在σ偏振获得了平均功率28.7 W、单脉冲能量2.87 mJ、光谱中心波长1037 nm、光谱半高全宽11 nm的放大输出,压缩后的激光脉冲宽度为178 fs,压缩效率为91.5%,峰值功率大于14.2 GW,光束质量因子M2<1.2.以上研究结果实现了目前Yb:CaYAlO_(4)晶体最高平均功率和最大单脉冲能量的输出.针对高重复频率阿秒光源、太赫兹和光参量放大领域的应用.后续计划增加两级行波放大实现平均功率200 W、脉冲能量20 mJ、脉冲宽度小于200 fs的激光输出.

关键词：掺镱激光晶体再生放大器高功率飞秒激光阿秒科学

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