A comprehensive study on the droplet formation processes and its influencing factors of a tubular piezoelectric print head

Abstract

Various inks with different properties are widely used in the printed electronic industry. In order to obtain high quality inkjet printing, it is necessary to study the droplet formation process and its influencing factors comprehensively. Only in this way, the incentive conditions and liquid physical parameters of droplet ejection can be obtained and optimized. Firstly, the calculation model of the droplet ejection process is established for a tubular print head and the boundary conditions are set according to the driving characteristics. Secondly, the free surface flow is calculated in the simulation software and sequential pictures of the droplet formation processes are captured to validate the availability of the numerical algorithm. Finally, the droplet formation processes of the tubular piezoelectric print head are simulated under different incentive conditions, different viscosities and different surface tensions. Too small a driving energy is insufficient to cause the head to eject droplets. Excessive excitation energy will result in larger or multiple satellite droplets. Additionally, the thinning process of the liquid neck is examined carefully in this paper. Results show that surface tension and viscosity have a significant effect on the thinning speed of the liquid neck, but the effect is not as significant as previous studies.     

基于分形维数的SAR图像变化检测

斑点噪声是合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)相干成像所固有的,且不可避免的.为了尽可能地抑制斑点噪声对SAR图像变化检测的影响,利用分形维数方法对SAR图像的变化检测进行了研究,并提出了一种基于SAR图像分形维数的变化检测算法,该算法对SAR图像斑点噪声不敏感.并对计算分形维的滑动窗大小的选择进行了研究.用实测SAR图像进行了验证实验,结果表明分形维数可以用于SAR图像变化检测,它是一种新的SAR图像变化检测的方法与途径;同时,滑动窗大小的选择对SAR图像检测结果有影响.     

改进Mask R-CNN算法的带钢表面缺陷检测

在带钢的生产过程中可能会因为生产工艺的问题导致带钢表面出现缺陷,传统的带钢表面检测方法存在检测速度慢、检测精度低等问题。在计算机深度学习快速发展的今天,为实现带钢表面缺陷快速有效的检测,提出改进的掩码区域卷积神经网络（Mask R-CNN）算法,使用[k]-means II聚类算法改进区域建议网络（RPN）锚框生成方法;同时调整Mask R-CNN模型的网络结构,去掉掩码分支,提高了模型的缺陷检测速度。实验在NEU-DET数据集的5种缺陷检测中将原算法的均值平均精度（mAP）从0.810?2提升到0.960?2,检测速度达到5.9?frame/s。并且能够实现对缺陷目标的检测和实例分割,以便研究人员观测缺陷的大小和形状,从而改进工艺。相比于目前其他深度学习的缺陷检测算法,更能满足带钢的生产检测要求。     

不同头型高速射弹垂直入水数值模拟

为研究不同射弹头型对高速射弹垂直入水的流体动力和流场特性的影响,采用有限体积法和VOF(volume of fluid)多相流模型,并引入动网格技术,对5种不同头型的轴对称高速射弹垂直入水过程进行了数值模拟,分析了头型对空泡形态演化过程、射弹流体动力及弹道特性的影响规律.研究结果表明,头型对射弹入水空泡形态、表面闭合时间以及入水阻力、深度、速度均有较大影响.球头与截球头空泡半径小于其余3种头型,表面闭合时刻依平头、球头、锥头、截锥头的顺序递增.射弹头部均承受较大压力,球头、截球头射弹头部压力分布不均使之承受较大的剪切力.射弹头部流线型越好,入水速度衰减越慢,入水深度增加越快.入水阻力系数峰值按平头、截球头、截锥头、锥头、球头的顺序递减.     

一种基于深度信息的人头检测方法

针对目前人头检测方法对光线变化敏感和易受阴影干扰的问题,提出了一种基于深度图像的人头检测方法.首先通过运动目标检测,得到运动人员所在区域;然后对该区域使用改进的立体匹配算法,该匹配算法对传统的WTA匹配算法进行改进,只对强纹理点进行匹配,对弱纹理点只进行视差验证,并根据三角投影原理计算出深度图.由于深度图中人员与周围场景的深度分布不同,根据深度分布将人头区域提取出来,得到候选区域,最后将候选区域经过形态学运算并根据区域轮廓的特征来判断是否为人头.实验结果表明:该方法在不同光线环境条件下的检测正确率为94%以上,误检测率仅为5.77%,检测精度高,对光线和阴影的抗干扰性良好,能够很好地适应复杂环境.     

基于分簇的传感网虚拟MIMO协议

提出一种应用于无线传感网的新型分簇式虚拟MIMO协议。协议基于簇头轮换,避免大量重新分簇带来的拓扑维护开销,从而提高网络能量效率。在簇间路由中,提出一种新型的“跨跳”操作,以平衡网络中不同节点与簇的能耗和生命周期。仿真实验结果表明,该协议较现有的的虚拟MIMO在能耗总量和均衡上均具有更好的效果。     

Head Orientation Stability of Underwater Snake-Like Robot Swimming

In prior research,the orientation of head of the snake-like robot is changed according to the sinusoidal wave. To solve this problem,we propose Central Pattern Generator( CPG)-based control scheme with head-controller to stabilize the head of the underwater snake-like robot. The advantage of the CPG-based control scheme with head-controller is that the head of the underwater snake-like robot is direct to the target orientation during swimming. The relation between CPG parameters and orientation stability of head is discussed.The adaptation of the proposed method to environment changes is tested. The influences of CPG parameters and hydrodynamic forces on the orientation offset of head are investigated. The target orientation( the input of headcontroller) with an experimental optimization is calculated through a convenient method. To prove the feasibility of the proposed methodology,the different swimming modes have been implemented in our simulation platform.The results show that the oscillation of head’s orientation is inhibited effectively,and the proposed method has strong adaptation to environment and CPG parameters changes.     

装载机变速箱运动仿真与动力分析

为了提高工程车辆研制设计中的技术分析与性能模拟水平,运用三维实体设计软件Pro/Engineer完成了轮式装载机变速箱零件三维造型设计和总成零部件装配连接;根据装载机变速箱前进II档运输工况牵引性能实验获得的速度与动力变化参数,运用Pro/Mechanism的运动仿真与动力分析功能,实现了装载机变速箱在实际动力驱动下的运动仿真与动力分析,检验了变速箱总成零部件的运动与动力特性,提高了工程车辆研制开发技术分析与性能模拟水平.     

地下水源热泵含水层水头分布及温度场的模拟分析

为使地下含水层能量更好为实际工程所用,进一步保护地下水空间,通过对地下水源热泵系统地下含水层中渗流场的分析,建立一抽一灌(对井抽灌)系统和一抽两灌系统地下水渗流数值模型,应用数值模拟方法对地下含水层渗流场水头分布及温度场进行模拟分析。结果表明:在相同的运行周期内,一抽两灌系统温度场的影响半径相对较小,并且抽灌井周围的等水头线分布较疏,水头变化缓慢,更利于地下水的回灌。尽量使回水井远离取水井,可以有效避免热贯通现象的发生。     

部分充填混凝土钢箱连续梁抗弯性能研究

为研究部分充填混凝土钢箱连续梁抗弯性能,对2个两跨部分充填混凝土钢箱连续梁和1个空钢箱连续梁试件进行了静力试验研究,获得了试验梁变形发展、截面应变发展、破坏特征等方面试验数据.试验结果表明,部分充填混凝土连续钢箱试验梁的极限承载力是钢箱连续试验梁的1.9倍,延性也增加了大约5倍.提出了部分充填混凝土钢箱连续梁截面抗弯强度计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.利用计算公式对连续梁截面强度影响的主要参数进行了分析,表明增大受拉区钢箱翼板厚度,对于提高梁的抗弯承载能力效率最高.