大型风洞PIV粒子发生装置研制

示踪粒子量不足是制约大型风洞PIV试验的关键和难点问题,结合大型风洞的实际情况,通过原理设计、分析计算和试验验证,成功研制了基于加热蒸发原理的大流量粒子发生器,并应用到了大量的工程实践中;结果表明,在大型风洞PIV试验中,采用经济性好的油基材料加热蒸发的方式,可持续、足量、均匀地供应示踪粒子,是一种较好的粒子产生方式;另外,在粒子发生装置设计时,应充分考虑实际所需粒子流量,并针对选择的粒子材料的理化特性开展计算分析.     

基于栈式降噪自编码器的发酵过程回归建模

精确有效的发酵过程模型不仅能够定量揭示过程信息间的关联,实现对难以实时监测变量的预测,而且是进一步控制和优化的前提;基于数据驱动的发酵过程建模方法得到了广泛研究与应用,然而其仅考虑发酵过程的非线性特征和数据具有多采样率的特点,忽略了过程数据中测量噪声对模型的影响;为此,提出基于栈式降噪自编码器的发酵过程回归建模方法,该方法不仅具有较强的非线性拟合能力,半监督的学习策略也能够充分挖掘发酵过程中的所有数据信息,同时可以从含噪声的过程数据中提取出鲁棒性的特征,使模型具有噪声适应性;通过青霉素仿真对比实验结果表明,该模型的预测性能更好.     

自主水下航行器安全抛载系统设计

自主水下航行器(AUV)在海洋资源勘探与开发中发挥着重要作用,安全性作为其研究的重要内容与关键技术,关乎着水下任务能否顺利完成并安全返回;为进一步加强AUV在水下应对故障及危险的处理能力,依托实体AUV,设计一套安全抛载系统;该系统基于ARM Cortex—M4处理器,搭建抛载电路,使其不仅能够响应程序预先设定的抛载指令,还能根据一些突发或紧急情况,自动触发抛载动作,如:系统掉电、死机或漏水等;最后通过岸上模拟实验与真实水下实验,测得对10 kg抛载块进行抛载测试的准确执行率达100％,且抛载系统功耗为2.8 W;此外,对抛载系统进行了耐压测试,压力测量装置显示,在10 MPa压力范围内,该系统仍能正常可靠工作,其耐压性得到有效验证,符合总体设计要求.     

基于改进栅格图的道路和障碍物检测算法研究

多线激光雷达(LIDAR)是无人驾驶汽车在环境感知过程中的核心传感器,运用多线激光雷达中提取的点云数据进行道路和障碍物检测是环境感知过程中重要的任务.目前常见的栅格化算法无法实现高效的障碍物和道路检测,论文针对这些问题提出一种新颖改进栅格化方法,通过统计栅格内点云高度分布的方法进行障碍物分类,有效避免噪声点和悬浮障碍对结果的影响,并运用自适应半圆弧道边点搜索和改进RANSAC(Random Sample Consensus)算法结合进行道边检测.最终,在实验中验证了算法的精度和实时性.     

地铁隧道局部冻结方案设计及参数分析

为了研究地铁隧道冻结工程中的冻结管形式选择和地表冻胀量控制问题,依托广州市轨道交通13号线北延线机场区间隧道冻结工程,采用了室内试验、现场实测、数值计算的方法,对保温工艺、形式和冻结孔间距、保温段长度、冻结时间对地表冻胀量的影响进行了研究。研究结果表明:冻结管采用保温材料隔热方式可有效实现局部冻结,但施工时保温材料需进行防水处理,防止因地下水进入保温材料造成导热系数增加;地表冻胀量与保温长度呈线性反比关系,且随孔间距的增大比例系数逐步减小,随冻结时间延长增大。根据实测数据、计算得到了适用于本工程工况的冻胀量预测公式;结合工程现场条件,分析了制冷能耗和冻胀量与孔间距的关系,提出了在保证地表冻胀量的前提下,尽量减少冻结孔间距达到缩减工期、能耗的目的。     

钢轨表面缺陷图像自适应分割算法

针对钢轨表面缺陷提取时的灰度分布不均与杂散光干扰问题,在背景差分法的基础上提出了一种钢轨表面缺陷图像自适应分割算法.首先,通过统计钢轨图像中各行像素灰度特征,结合其均值与标准差分布曲线快速提取钢轨表面区域;然后,进行区域与边缘特征的均值窗口自适应选取;最后,根据均值模糊原理建立背景图像模型并进行图像差分,实现了钢轨表面缺陷分割.实验结果表明:提出的轨面提取算法快速、有效;钢轨表面缺陷自适应分割算法在凸显图像中缺陷部分的同时,有效减少了光照变化和反射不均的影响.该方法对测试图像的召回率和准确率分别达到了95.4%和81.3%.     

技能竞赛提升职业院校教师综合能力的研究与实践

针对目前部分职业院校中存在的教师育人理念落后、教研能力弱、实践能力不足的现状,通过把职业技能竞赛融入到日常教学中,不仅促进了专业教学改革,提高了人才培养质量,同时也提升了教师的综合能力.文章重点阐述了职业院校技能竞赛对于教师在育人理念、教研能力、实践能力等方面的提升作用.     

中亚瓦赫什河上游源区气候水文要素演变特征

为研究全球变化背景下中亚河流源区气候水文变化,基于中亚跨境河流瓦赫什河上游源区1955—2017年气象水文数据,分析了流域内气候水文要素演变特征及流量变化主要控制因子。结果表明:瓦赫什河上游源区近1955—2017年气候呈现暖湿化趋势;瓦赫什河上游源区气温在1994年发生突变现象,降水在2007年与2012年发生突变现象,流量则在2003年发生突变现象;小波分析显示瓦赫什河上游流域气温、降水、流量的第一主周期分别为28 a、20 a、28 a,周期性振荡明显;瓦赫什河上游源区在气候水文要素关联上,气温与流量变化相较于降水紧密,但受全球升温停滞影响,温度对于流量作用并没有持续增强。     

水电与新能源机遇与挑战:波浪能发电技术研究进展

针对当前波浪能发电技术存在的问题,武汉大学经过多年的研究,提出了具有完全自主知识产权的浮力摆式主动共振波能转换装置。该装置利用完全浸没于水下的浮力摆在波浪激励下绕水平轴摆动进而带动发电机发电,并通过调整浮力摆内部配重的上下位置改变其静水回复力矩和转动惯量,同时调节等效刚度和等效惯量以改变自振频率,实现浮力摆与波浪的共振。研究和试验结果表明,该装置已具备实现宽频带全海况共振取能和高效发电的客观条件,且其生存可靠性高、结构简单、自身动力需求小等特点。     

遥感蒸散发数据应用对SWAT模型径流和蒸散发模拟精度的影响

为探讨遥感蒸散发数据补充研究区水文资料的能力,及其在SWAT模型应用中对径流和蒸散发模拟精度的影响。以淮河上游息县控制流域为研究区建模,并利用实测径流资料与遥感蒸散发数据(MOD16A2)设置3种参数率定情景:仅实测径流率定参数(S1)、仅遥感蒸散发率定参数(S2)、径流与蒸散发同时率定参数(S3),分析不同情景下径流与蒸散发过程的模拟效果。结果表明:从径流模拟而言,S2、S3较S1的模拟精度(NS系数)均有不同程度的降低,但S3在S2的基础上有较明显的改善;从子流域尺度上的蒸散发模拟而言,S1至S3模拟精度呈现出逐渐上升的趋势,在采用径流与蒸散发同时率定时,S3比S2情景NS系数上升的子流域个数占总数的46%。通过逐步深入探究遥感蒸散发数据在SWAT模型中的应用,以及对参数率定的影响,从而分析其对径流与蒸散发的模拟精度产生的变化,此方法也可推广到其他水文模型,在区域尺度水资源管理与利用上具有较好的参考价值。