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当期目录

    2018年, 第52卷, 第7期 刊出日期:2018-07-28 上一期    下一期
    学报(中文)
    复杂外形潜水器旋转水动力的计算
    许孟孟1,2,冯正平1,2,毕安元1,2,樊斌3,姜涛3
    2018,52 (7):  764-769.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.002
    摘要 ( 843 )  
    复杂外形的潜水器动力学模型是高度非线性且耦合的,很难精确建立.为提高潜水器艏向控制性能,通过计算流体力学(CFD)方法来计算复杂外形无人遥控潜水器(ROV)在回转过程中所受的阻尼力/力矩,以获取回转运动的水动力系数,从而提高回转动力学建模精度.从如下两个方面对现有方法进行了改进:① 采用重叠网格方法替代动网格方法,解决网格运动过程中质量下降的问题,避免了网格单元出现负体积;② 结合移动参考坐标系和重叠网格两种方法求解ROV的旋转水动力,可加快收敛速度,提高重叠网格非稳态计算的可信度.采用由CFD计算得到的水动力系数构建 ROV的动力学模型并基于该模型进行回转控制数值模拟,计算结果与ROV在水池中的回转控制实验结果吻合较好,从而间接验证了所提方法的有效性.
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    基于偏好度特征构造的个性化推荐算法
    黄金超1,张佳伟2,陈宁2,陈毅鸿2,江文2,李生红1,3
    2018,52 (7):  770-776.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.003
    摘要 ( 945 )  
    随着在线旅游业酒店数量的日益增多,用户点评信息稀疏问题愈加严重,这不仅导致推荐准确度大幅下降,而且使传统推荐算法的计算负荷随之增加,难以满足实时性要求.基于此,从挖掘用户历史信息与待推荐物品之间潜在相关性的角度出发,对基于内容的推荐算法进行改进,提出了一种基于偏好度特征构造的个性化推荐算法.该算法通过计算偏好分来构造偏好度特征,并借助机器学习领域的分类算法得以实现.将该算法应用于线上旅游业的个性化子房型推荐,通过对真实数据集的实验与分析,验证了所提出个性化推荐算法的简便与有效性,且较传统推荐算法更具实时性和通用性.
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    运行数据驱动的手机性能需求推断与感知分析
    王峥1,褚学宁1,陈汉斯1,张磊1,颜波1,刘航2
    2018,52 (7):  777-783.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.004
    摘要 ( 694 )  
    针对传统用户需求分析方法存在的主观性强、需求描述难以量化等问题,提出了基于运行数据的性能需求推断方法.首先采用分布拟合法对运行性能数据进行拟合和估计.在此基础上,确定用户需求区间,并以累计概率分布的逼近函数——Sigmoid-like来构建用户需求满足度函数.基于该函数提出了用户性能需求推断公式,并将推断结果与用户感知结果进行对比分析.最后,以手机电池容量性能需求为例,利用自主研发的Smart Monitor系统采集到的手机日耗电量、电池剩余电量、充电次数等数据,对志愿者的手机电池日耗电量进行2次推断实验.2次实验的结果误差均小于 5.00%,验证了所提出的理论方法具有可靠性.
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    海底观测网非接触式水下接驳系统的设计与实现
    张涛,李德骏,林鸣威,张梦辉,杨灿军
    2018,52 (7):  784-792.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.005
    摘要 ( 897 )  
    为充分利用海底观测网与自主水下航行器各自优势,构建海洋立体观测网络,设计并实现了海底观测网非接触式水下接驳系统. 考虑水下接驳需求和海水环境特殊性,设计接驳系统机械结构,包括导引结构、耐压腔体. 利用高频电磁波通信技术,并结合水下实际环境,实现水下高速非接触信号传输. 基于电磁耦合方式,并考虑电路拓扑和耦合线圈的设计,利用胶封线圈实现水下大功率、高效率的非接触电能传输. 基于WinCC组态软件设计系统上位机,并结合嵌入式PC控制器,建立系统中央控制系统. 在实验室环境下对耐压腔体的深水工作能力进行了压力试验验证,湖上试验对系统进行了非接触信号传输、非接触电能传输和中央控制系统测试.测试结果验证了各功能模块间的兼容性和系统整体方案的可靠性,并为后续海试提供了试验方案的验证.
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    项目拆分与资源投入调度问题的集成优化
    宗保氏,陆志强
    2018,52 (7):  793-800.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.006
    摘要 ( 975 )  
    基于一类实际生产决策需求,提出了依赖于项目拆分的资源投入调度问题.在分析项目拆分对资源投入影响的基础上,以资源投入最小化为目标,建立了项目拆分与资源投入调度问题的集成优化模型.结合项目拆分和资源投入调度的特点,提出了包含项目拆分优化和资源投入调度优化的两阶段集成优化算法.项目拆分阶段分析可行的拆分条件,采用项目初始拆分及局部调整的方法,可以快速获得较优的项目拆分方案.资源投入调度阶段以采用作业优先级和资源能力双列表编码的遗传算法为搜索框架,充分利用迭代过程中的信息,设计一种基于概率分布的资源能力选择方法来改进资源列表,使资源能力列表加速向最优解收敛.应用PSPLIB标准算例进行数据实验,结果证明了该算法的有效性和可靠性.
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    基于粒子滤波与改进GVF Snake的人手跟踪算法
    孙一奇,吴爱国,董娜,邵一哲
    2018,52 (7):  801-807.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.007
    摘要 ( 643 )  
    为实现在复杂背景下对人手进行准确、快速的位置跟踪与轮廓跟踪,并针对粒子滤波无法获取人手目标的准确信息与人手深凹区域获取难的问题,提出一种基于肤色自适应梯度矢量流主动轮廓(Gradient Vector Flow Snake, GVF Snake)模型的粒子滤波算法实现人手跟踪.该算法首先对粒子滤波得到的人手区域进行肤色灰度增强,弱化背景梯度信息,然后对该区域利用引入自适应梯度矢量流场和肤色自适应外部引导力的GVF Snake模型,获取人手的真实轮廓以及准确的系统观测和系统状态,减少了粒子退化的可能,完成了更加准确的位置跟踪.实验表明:在复杂、运动背景甚至大范围遮挡的情况下,该改进算法获得了更加准确的人手轮廓,同时对人手跟踪的实时性提升了13%,均方根误差降低了48%.
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    防御诽谤攻击的间断连接无线网络数据转发机制
    杨鹏1,2,经尚琪1,3,闫俊杰1,3,杨志刚4
    2018,52 (7):  808-815.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.008
    摘要 ( 642 )  
    针对推荐信息的不确定性,提出一种可防御诽谤攻击的数据转发机制.利用交互列表的一致性探测出恶意推荐节点的数据伪造行为,进而针对推荐信息之间的差异性,利用离群点检测方法过滤错误推荐信息,以准确地评估节点之间的信任关系;同时,根据相遇节点与目的节点的相似度准确地选择中继节点实现数据高效转发.通过仿真对比分析可知,所提出的数据转发机制相比于其他典型算法能够有效抵御节点的恶意推荐信息,同时提升数据投递率.
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    金属零件微小数据矩阵码快速精定位
    杨森,何卫平,王月,郭改放
    2018,52 (7):  816-824.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.009
    摘要 ( 866 )  
    针对传统条码识读方法对微小数据矩阵(DM)码定位精度低、速度慢等问题,提出了以Harris角点作为高频特征,构建高斯金字塔过滤背景金属纹理角点,引入径向基函数平滑角点密度图,通过阈值分割以及区域生长粗定位候选区域,计算2步最小外接矩形并校正实现精定位,最后建立筛选模型选择适应值最大的候选区域为DM码区域.实验表明,提出的采用角点检测和区域生长定位检测算法对受到金属纹理、局部遮挡、磨损划痕以及光照不均等干扰的微小DM码具有很强的鲁棒性,精定位准确率高,仅耗时25ms,比传统方法提高了30倍.
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    基于混合表达图形的二维不规则排样构造算法
    刘虓1,叶家玮1,刘嘉敏2
    2018,52 (7):  825-830.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.010
    摘要 ( 782 )  
    提出了一种基于矢量图与像素图混合表达的二维不规则排样构造算法.在算法的初始阶段,零件信息采用矢量方式输入,在寻找最优排样姿态阶段则采用像素化表达,最后为了消除零件之间的缝隙并输出精确的排样图,零件恢复为矢量图表达.算例分析表明,该算法具有复杂度低、执行速度快和排样效果好的优点,有望推广为一种新型三维不规则排样构造算法,并基于图形处理器(GPU)的并行计算技术对其进行性能升级.
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    基于差异演化和残差修正的离心泵 特性辨识与汽蚀分析
    倪何,覃海波,金家善,孙丰瑞
    2018,52 (7):  831-836.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.011
    摘要 ( 635 )  
    针对船用离心泵的特性参数辨识与汽蚀现象分析,提出了一种采用残差修正的差异演化辨识方法.该方法采用差异演化算法辨识其压头-流量特性曲线,然后利用原始数据和辨识结果的残差进行二次建模修正,从而有效提高了辨识精度.以某型船用离心式凝水泵为例对上述方法进行验证,利用辨识得到的特性曲线和已有的凝水系统管路模型进行仿真实验,得到了凝水泵转速、压头、流量、凝水温度、吸入压力与排出压力等参数之间的关系,计算得到了该凝水泵的汽蚀预警转速,并在此基础上分析得到了整个凝水系统的稳定运行边界.
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    基于PLZT/PVDF复合驱动的光控微镜平移机构
    刘亚风,王新杰,陆飞,王炅
    2018,52 (7):  837-844.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.012
    摘要 ( 725 )  
    针对目前微镜驱动存在的一些问题,提出了一种基于PLZT(锆钛酸铅镧陶瓷)/PVDF(聚偏氟乙烯)驱动的非接触式微镜平移机构.首先根据非接触式微镜平移机构各功能部件来确定总体的设计方案.然后对微镜平移机构进行理论分析和设计计算,确定微镜平移机构的尺寸参数.最后对总体机构的位移、应力进行有限元分析.分析结果表明,光控微镜平移机构计算结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了平移机构设计的合理性和可行性.基于PLZT/PVDF驱动的微镜平移机构可实现二维运动并对微镜进行精确有效的位移控制,具有响应速度快、非接触式、远程控制和无电磁干扰等优点,可应用于独立的工作环境中.
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    内嵌伪弹性形状记忆合金纤维的 复合材料空心梁动态有限元分析
    孙双双,武丹,刘冬迪
    2018,52 (7):  845-852.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.013
    摘要 ( 622 )  
    以内嵌伪弹性形状记忆合金(SMA)纤维的复合材料空心层合梁为研究对象,基于经典层合梁理论和有限元法,在考虑SMA的相变特性、材料非线性与基体变形相互耦合的基础上,按照虚功原理建立了SMA混杂复合材料空心层合梁的运动方程,并用Newmark积分法和牛顿迭代法对运动方程进行了数值求解,研究了SMA混杂复合材料空心层合梁的振动特性,分析了SMA对复合材料层合梁的振动抑制效果,讨论了温度、结构阻尼对空心层合梁动态响应的影响规律.结果表明:同一时刻下内嵌SMA纤维的空心层合梁自由端挠度较未嵌SMA纤维时的挠度明显降低;伪弹性SMA纤维在较高的温度下能更好地实现对层合梁的振动抑制;伪弹性SMA纤维对层合梁的振动抑制效果明显优于结构阻尼对层合梁的振动抑制效果.
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    辉光渗钽层的制备与烧蚀性能
    万轶1,熊党生2,李建亮2
    2018,52 (7):  853-859.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.014
    摘要 ( 608 )  
    为了研究渗钽层对合金表面烧蚀性能的影响,利用双层辉光等离子渗金属的方法,在34CrNi3Mo钢表面制备了渗钽层,研究了渗钽层的表面形貌、相结构、元素分布、硬度以及渗层与基体结合力的变化情况,并对其烧蚀性能和耐蚀性能进行试验研究.结果表明:渗钽层主要由体心立方α相钽组成,沉积层深度约为10μm,扩散层深度约5μm;渗钽层表面硬度约500HV0.2,与基体的结合力约65N;在相同的工况下,渗钽层的耐烧蚀性能优于基体,并能够阻止C、N与基体形成脆化层;随着脉冲烧蚀次数增加,烧蚀面积增大,但烧蚀深度均较浅;在高功率脉冲烧蚀工况下,渗钽层可以减轻金属的熔融和气化,从而提高了基体的耐烧蚀性能.
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    晶体塑性模型在微压缩实验误差分析中的应用
    邵吉吉1,张旭1,2,3,苗同臣1,尚福林3
    2018,52 (7):  860-866.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.015
    摘要 ( 478 )  
    应用基于位错密度的各向异性晶体塑性理论模型,分析了轴向压缩下Ni单晶微圆柱体的力学响应.将其与实验结果对比,验证了该理论模型的合理性.进而,以单滑移[123]取向Ni金属柱体的微压缩实验为研究对象,分析晶体取向、摩擦力、接触失配以及几何锥度等常见实验误差因素对其力学测试结果的影响.研究结果表明:在单滑移取向下,晶体取向偏差(2°)导致微圆柱体整体变形从单滑移向多滑移变形转变;受摩擦力影响的横向约束效应可以显著提高塑性应变硬化程度;接触失配导致弹性模量测试值偏低,同时使得塑性剪切滑移主方向发生显著改变;在有锥度(2°~5°)条件下,屈服应力值较无锥度情况偏低.
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    无奇异边界元法精度分析
    徐刚,陈静,王树齐,刘永涛,朱仁庆
    2018,52 (7):  867-872.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.016
    摘要 ( 606 )  
    采用无奇异边界元法将传统常值面元法中原本直接布置在流体计算域表面网格中心上的奇点移至计算域外部,实现无奇异化.为了分析无奇异边界元法的精度,以类似于经典的圆球绕流为例,对去奇异关键参数进行了详细分析,并将数值模拟结果与文献中解析解进行了对比.研究发现无奇异边界元法可以大幅度提高流场在形状突变处的速度分布精度.
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    季节性商品时间约束下供应链协调策略
    张涛1,顾锋2,谈毅2
    2018,52 (7):  873-882.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.07.017
    摘要 ( 575 )  
    在基准报童模型的基础上,加入基础时间竞争因素,建立模型并进行求解分析,证明了单纯的回购契约在零售商对订货量和努力水平同时进行决策时不能实现供应链的协调,提出了一种新的违约共担契约,并证明了在零售商对订货量和努力水平同时进行决策时,违约共担契约和回购契约组合可以使得零售商和供应商获得帕累托改进,实现供应链的协调.研究成果将对季节性商品零售商和供应商在合作过程中的合同签订提供一个有效的指导.
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