基于螺旋片强化的套管换热器性能

基于RNG k-ε模型对螺旋片强化的套管换热器的传热进行模拟,通过模拟结果与文献中的实验结果进行对比来验证模拟的可行性;分析了Reynolds数为2362～16860范围内的螺旋升角α变化对Nusselt数和摩擦阻力系数f的影响;并考察了等泵功率下的综合传热性能PEC值的变化规律。结果表明：Nu和f的平均误差分别为7.1%和1.3%,证明所采用的研究方法是可行的;α在15°～75°范围内,Nu和f均随着α的减小而增大,特别地,当α小于35°时,f随α的减小剧烈增大;在等泵功率下,PEC值为0.84～1.93;α在15°～45°时,α为35°具有较好的综合传热性能,α为55°、65°和75°时,虽然其PEC值比35°时略高,但其Nu与35°时相比要小很多,实际应用中考虑到传热速率的问题,选择35°的螺旋升角较为合适,此时,PEC值为1.26～1.62。另外,为减小f,提出倾斜螺旋片强化的方法;螺旋升角α为35°、螺旋片倾斜角β为10°时,与普通螺旋片相比,Nu基本一致,甚至略大,而f减小了12.5%～14.5%,此时,PEC值为1.38～1.71;场协同理论也很好地验证了这一结果。     

基于屏幕空间变换的大型装配型架测量可视性分析

为提高型架安装精度,提出利用屏幕空间变换的一种简便易行的大型装配型架测量可视性分析方法.通过对大型型架测量可视性分析的关键问题进行研究,提出了障碍物判定与简化处理方法,并给出了基于可视性矩阵的最少仪器站位求解算法.以某盒式连接装配型架为例进行了验证.该方法通过将三维空间的干涉问题转化为二维空间的交集问题,可显著减少可视性分析的计算量、提高计算效率,为复杂现场环境下进行大尺寸测量可视性分析与仪器布局提供一种有效手段.     

一种水文序列变异诊断耦合模型及其应用

气候变化和人类活动的双重作用使得流域水文过程发生显著变化,水文序列变异诊断研究对防洪减灾、生态环境保护具有重要的科学意义和应用价值。传统水文变异诊断方法存在多点检测能力不足、主观性较强、精度较低等问题,本文建立了一种基于启发式分割算法和近似熵的水文变异诊断耦合模型,主要建模步骤如下：首先用近似熵刻画水文序列各点的动力学状态,基于数据滑动技术充分得到随着滑动窗口移动而变化的近似熵序列;其次,运用启发式分割算法依次对各点进行一分为二的迭代计算、对比,得到每个点的检验统计值序列和置信概率序列;最后,根据置信概率结果判断是否对近似熵序列进行水文动力学状态划分,确定突变点的数目和位置。利用耦合模型对窟野河温家川站1956~2018年的年径流序列进行变异诊断研究,结果表明窟野河年径流序列在1983年和1996年发生了变异,与实际情况基本吻合。通过大量模拟实验,证明耦合模型具有如下潜力：①对于强趋势突变检测性能优异,弱趋势突变时在特定滑动步长下具有良好表现。②当设置不同的参数时,耦合模型对于弱趋势动力学结构突变检测具有较好的性能,检测误差较小。③当样本量较高时,权重误差均较小,耦合模型检测到的突变区间中包含设置的理想变异点,且样本量越大,检测越精确;在样本量较低时,检测的突变区间与真实变异点较接近,检测效果可以接受。     

磺胺甲基嘧啶纯度定值研究

采用氢定量核磁共振法和质量平衡法对磺胺甲基嘧啶纯度进行定值。通过Bruker-AvanceⅢ400型核磁共振波谱仪,noesyigld 1d脉冲序列,以尼泊金乙酯为内标、氘代DMSO为溶剂,在恒温298 K、谱宽为15×10^-4%、中心激发偏置为5.41×10^-4%、弛豫时间为7 s、扫描次数为32、空扫16次的条件下,采集¹H-qNMR光谱数据。以磺胺甲基嘧啶化学位移(δ6.56)为定量峰,尼泊金乙酯化学位移(δ4.25)为内标峰,¹H-qNMR测得磺胺甲基嘧啶纯度为96.55%,测定精密度RSD为0.089%,重复性RSD为0.24%。质量比Y(m_s/m_r)在2.014~4.051范围内与峰面积比X(A_s/A_r)呈线性关系,线性回归方程为y=0.6071x+0.0049(R2=0.9999)。结果表明,¹H-qNMR与质量平衡法测定结果具有一致性。因此,氢定量核磁共振法可用于磺胺甲基嘧啶含量测定,该方法具有准确、简便的优势。     

基于多通道融合及贝叶斯理论的刀具剩余寿命预测方法

刀具监测及可用剩余寿命(RUL)预测对降本增效及保证加工质量意义重大.针对单一传感器预测精度波动大、数据利用率低、可靠性低等问题,提出一种多通道信号融合及贝叶斯更新的刀具剩余寿命预测方法.通过计算多通道信号所提取特征的时间序列与对应时间矢量的斯皮尔曼等级相关系数对特征时序做单调性排序,取单调性得分高的特征用主成分分析进行融合并构建健康因子作为观测数据,基于贝叶斯理论及马尔科夫链蒙特卡洛采样估计退化模型参数,并随着时间推进及监测数据序贯可获,实时在线更新退化模型参数以逐渐逼近刀具磨损退化趋势,同时对每时刻剩余寿命进行迭代估计.所提方法可避免基于深度学习方法需要依赖大量全寿命数据离线训练预测模型且模型对新预测任务适应性有限的局限性.用PHM2010公开数据挑战赛中三槽球头硬质合金铣刀切削不锈钢过程磨损全寿命数据集验证了方法有效性.     

面向旋转机械迁移诊断的分层并行网络模型自动创建方法

针对当前基于深度学习的旋转机械故障诊断方法存在的依赖人工建模经验、需手动调参、试错迭代、面对不同诊断任务需重新创建诊断模型、异构迁移性差等问题,文中提出一种面向旋转机械迁移诊断的分层并行网络模型自动创建方法,可根据不同诊断任务快速自动地搜索出具有异构迁移性能的高精度诊断模型。基于神经结构搜索(Neural architecture search,NAS)与模块化设计的思想,设计了两类包含多层网络并行结构的基础块,区别于逐网络层搜索的模式,以基础块为单位进行搜索提高效率,控制器输出决策序列确定基础块的内部结构,并将其堆叠形成分层并行结构的子模型,根据子模型在诊断任务上的验证结果利用策略梯度算法优化控制器,循环迭代上述过程不断提高子模型的诊断精度。子模型的分层并行结构支撑了其良好的异构迁移性能,此外为解决NAS搜索耗时的瓶颈问题,在子模型训练过程中设置了权值共享机制以提高自动建模效率。所提方法面向四个不同旋转机械故障数据集进行自动建模和异构迁移诊断试验,结果表明针对四个不同诊断任务,所提方法均能高效创建出100%精度的诊断模型,消耗时间313s到1601s不等,并且所创建的子模型在仅用10%目标域数据耗费100s时间进行微调的条件下,即可面对目标诊断任务达到95%以上的迁移诊断精度。     

湖南侗锦图案的自动提取

为探寻民族织锦文化的最优传承模式,文章将湖南侗锦图案作为一种传统的文化符号与计算机图像处理方法相融合。由于侗锦图案在人工提取过程中存在直接取样难的问题,并且提取人员容易加入个人主观意愿,为了提高图案提取效率和准确度,对侗锦采取图像分析法进行自动提取。首先使用数码相机对侗锦图案进行有效采集,接着将图像灰度化,对处理后的图像通过中值滤波算法进行噪声平滑预处理,再利用大津阈值分割算法求取双阈值,最后使用Canny算法实现侗锦图案的自动提取。研究结果表明：该方法不仅能够提取出更多完整的边缘信息,且较人工手法而言更加精确、省时省力,较其他传统算法来说更有优势。     

天然有机纳米复合材料的重金属离子吸附应用

对纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、蛋白质的纳米复合材料在重金属离子吸附领域的前沿研究进行了综合介绍,总结了其在重金属离子吸附领域的应用现状,并做出展望。     

基于螺旋片强化的套管换热器性能

基于RNG k-ε模型对螺旋片强化的套管换热器的传热进行模拟,通过模拟结果与文献中的实验结果进行对比来验证模拟的可行性;分析了Reynolds数为2362~16860范围内的螺旋升角α变化对Nusselt数和摩擦阻力系数f的影响;并考察了等泵功率下的综合传热性能PEC值的变化规律。结果表明:Nu和f的平均误差分别为7.1%和1.3%,证明所采用的研究方法是可行的;f在15°~75°范围内,Nu和f均随着α的减小而增大,特别地,当α小于35°时,f随α的减小剧烈增大;在等泵功率下,PEC值为0.84~1.93;α在15°~45°时,α为35°具有较好的综合传热性能,f为55°、65°和75°时,虽然其PEC值比35°时略高,但其Nu与35°时相比要小很多,实际应用中考虑到传热速率的问题,选择35°的螺旋升角较为合适,此时,PEC值为1.26~1.62。另外,为减小f,提出倾斜螺旋片强化的方法;螺旋升角α为35°、螺旋片倾斜角β为10°时,与普通螺旋片相比,Nu基本一致,甚至略大,而f减小了12.5%~14.5%,此时,PEC值为1.38~1.71;场协同理论也很好地验证了这一结果。