基于毗域动力学的机身蒙皮疲劳裂纹仿真

针对航空机身蒙皮结构疲劳裂纹损伤难以开展完整性评估的问题,研究了一种基于毗域动力学的裂纹演化模型,通过构建材料点对间的力函数,建立机身蒙皮结构疲劳裂纹演化的积分方程,给出二维机身蒙皮结构在载荷作用下的孔边疲劳裂纹扩展的计算格式,并结合层流理论对模型方程进行了修正.仿真结果表明,上述方法可以表征裂纹间的于涉效应,实现机身蒙皮结构疲劳裂纹的自发萌生及扩展过程.与扩展有限元方法相比,该方法避免了裂纹尖端的奇异性,在处理此类非局部问题上具有一定优越性.     

炉口火焰光谱驱动的炼钢终点控制

为自动炼钢过程中炉口火焰光谱数据的有效特征提取提供一种快速算法,实现自动炼钢过程的碳含量和温度值的动态预报,以推动智能炼钢进程。本研究采用分波段最小二乘拟合算法对炉口火焰光谱信息的稳定特征进行提取,采用小波分析方法对炉口火焰光谱信息的不稳定特征进行提取,构建了时间、光谱数据主特征、累计耗氧量、碳含量、温度值等一一对应的样本集,借助极限学习机拟合算法构建了不同条件下的自动炼钢过程的碳含量和温度动态预报模型,通过预测误差矩阵、炼钢初始条件实现了基于支持向量机的动态预报模型分类,为不同条件下的样本提供最优的动态预报模型。研究结果表明:应用分波段最小二乘拟合算法和小波分析算法提取的炉口火焰光谱信息的稳定特征和不稳定特征,可以很好地反映全光谱信息;基于绝对误差设计交叉实验,得到的样本类别、预测模型类别和样本初始条件之间呈现出了一致性;光谱信息数据挖掘可以为自动炼钢过程中碳含量和温度值的动态预报进行修正标定,为炼钢终点的控制提供支持。     

基于差分隐私保护的Stacking集成聚类算法研究

针对差分隐私保护下单一聚类算法准确性和安全性不足的问题,提出了一种基于差分隐私保护的Stacking集成聚类算法。使用Stacking集成多种异质聚类算法,将K-means聚类、Birch层次聚类、谱聚类和混合高斯聚类作为初级聚类算法,结合轮廓系数对初级聚类算法产生的聚类结果加权并入原始数据,将K-means算法作为次级聚类算法对扩展后的数据集进行聚类分析。其中,针对原始数据和初级聚类算法的聚类结果分别提出自适应的ε函数确定隐私预算,为不同敏感度的数据分配不同程度的Laplace噪声。理论分析和实验结果均表明,与单一聚类算法相比,该算法满足ε-差分隐私保护的同时有效提高了聚类准确性,实现了隐私保护与数据可用性的高度平衡。     

力学性能对于原子力显微镜接近曲线的影响

该文基于Derjaguin-Muller-Toporov接触模型,研究了振幅调制原子力显微镜(AM-AFM))成像中,3种典型针尖悬臂系统与四类具有不同力学性能的材料样品在针尖样品接近过程中互作用的响应情况。研究表明相位响应与针尖样品相互作用力作用形式密切相关。通过针尖的振幅曲线可确定针尖与样品间的互作用力的性质是吸引还是排斥,本研究结果有助于在AM-AFM成像实验中优化基准值设置,以避免对样品的损害。     

基于B样条拟合的静态航迹预测

四维航迹（4DT）是基于航迹运行（TBO）的实现基础,是民航领域实现各项应用的关键技术,而目前提出的四维航迹预测算法在实际应用中存在较大预测误差,主要来源于航迹拟合和航距计算,为此,提出基于B样条拟合的静态航迹预测算法。首先,计算雷达数据的曲率值并保留极大值对应的航迹点,利用动态时间规整（DTW）算法提取标称航迹;然后用B样条逼近算法进行标称航迹的拟合,得到曲线的分段表示;最后融合航空器的飞行计划高精度计算飞行航距,研究航空器在过点时间预测方面的应用。以国内某航班历史飞行的雷达数据为例对比航空器过航路点的预测时间与实际时间,相比于传统的大圆航线预测方法,所提预测方法的预测精度有明显提高,可以将预测误差控制在1 min内。