• 2025年第39卷第5期文章目次
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    • >土木工程
    • 穿梭式中型立体仓库货架立柱截面优化

      2025, 39(5):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.001

      摘要 (26) HTML (0) PDF 93.62 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决穿梭式中型立体仓库的N90型货架立柱设计成本较高的问题,对其截面进行优化。首先将立柱截面参数化,用9个独立参数代表整个截面。随后采用复合形法,考虑截面面积最小同时减小长细比,结合ANSYS分析软件,对8个可变参数对立柱性能的影响进行研究,得到各个参数对货架的影响趋势。通过上述步骤对货架立柱进行截面参数优化。分析结果表明,优化后的立柱截面面积减少了3.1%,长细比减小了2.9%;疲劳寿命提升了16.77%,安全系数提升了4.32%,优化后的货架立柱相比于优化前更加优异。

    • 水泥-抗水性自修复固化剂稳定工业建筑固废的性能研究

      2025, 39(5):8-15. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.002

      摘要 (19) HTML (0) PDF 35.69 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于工业建筑固废资源化再生处置利用,研究以新型抗水性自修复土壤固化技术-飞灰基土壤固化剂“路液”对工业建筑固废的固化处置方法,将土壤固化剂掺入建筑固废与水泥稳定,以不同掺量作对照,分别从强度、抗水性、自修复性方面研究建筑固废固化后的材料性能。研究表明:固化剂“路液”在不同水泥掺量下均对建筑固废的强度、抗水性、自修复性有增强作用。水泥掺量为5%的再生集料添加固化剂“路液”后,7 d无侧限抗压强度高于水泥掺量为6%的再生集料不添加固化剂“路液”的强度。实验结果表明,这种粒料类固废物作为路面基层材料具有较大的工程实用性,固化剂“路液”能加强再生集料的固化作用,从而降低水泥胶凝材料的掺量,可以实现降低工程成本的目的。

    • >机械工程
    • 基于多模态数据融合的轴承故障诊断方法

      2025, 39(5):16-23. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.003

      摘要 (75) HTML (0) PDF 127.41 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统单一模态信号处理在轴承故障诊断中面临的精度不足和复杂故障模式下诊断能力有限的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)的轴承故障诊断方法。通过融合电流信号和振动信号的时域与频域特征进行故障分类,采用CNN进行特征提取,并利用GRU捕捉时序数据的长期依赖关系,以提高模型的诊断能力。此外,采用批量归一化(BN)方法优化训练过程,防止梯度消失或爆炸。实验结果表明:所提方法在不同故障状态下具有较高的分类精度,尤其在正常运行和内圈故障状态下,精度和召回率均接近1,表明该方法在多模态数据融合的故障诊断任务中具有较强的鲁棒性;与CNN、ResNet、MS-CNN的对比实验结果,也证明了本文所提方法在变转速工况的故障诊断中具有更高的准确性。

    • 橡胶预压缩对弹性车轮力学特性的影响

      2025, 39(5):24-30. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.004

      摘要 (8) HTML (0) PDF 54.93 M (31) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究橡胶预压缩对弹性车轮强度与刚度的影响,基于Mooney-Rivilin模型,建立考虑橡胶预压缩的弹性车轮有限元模型与不考虑橡胶预压缩的弹性车轮有限元模型,参考国际标准,对两模型分别进行强度与刚度计算,并结合试验对弹性车轮刚度仿真进行了验证。研究结果表明:考虑预压缩时,车轮轮毂、轮芯、橡胶和安装环的危险系数分别为0.07, 0.31, 0.70, 0.34,其整体刚度为167.22 kN/mm;不考虑预压缩时,车轮轮毂、轮芯、橡胶和安装环的危险系数分别为0.07, 0.04, 0.19, 0.004,其整体刚度为49.85 kN/mm;经弹性车轮刚度试验得其刚度值为185.19 kN/mm,与考虑预压缩时的弹性车轮刚度相对误差仅为9.7%。

    • 基于神经网络的低比转速离心泵停机瞬态过程研究

      2025, 39(5):31-38. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.005

      摘要 (24) HTML (0) PDF 47.54 M (33) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示离心泵在停机瞬态过程中的水力特性,在6种非额定工况下对一台低比转速开式叶轮离心泵进行了停机实验,获得了其转速、进出口压力、扬程、流量和轴功率等外特性参数随时间的实时演化特性。同时,建立了基于BP神经网络模型的停机工况拟合模型,为泵站断电停机等意外工况的保护提供了仿真测试平台。通过研究发现:叶轮转速在停机初期呈线性快速下降;流量在停机初期受惯性作用和叶轮作用缓慢下降,随着出口阀门开度增大,流量下降所需时间更长;轴功率在停机瞬间呈现波动式快速下降趋势。结果表明拟合模型能准确展示泵停机瞬时过程中的水力性能。

    • 基于多岛遗传算法的增程式汽车增程器工作点研究

      2025, 39(5):39-45. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.006

      摘要 (8) HTML (0) PDF 21.24 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高增程式汽车燃油经济性,提出一种基于多岛遗传算法优化增程器工作点的方法。首先,对整车进行动力参数匹配,为仿真提供基础;其次,搭建了发动机五点控制策略和制动能量回收策略,并验证所搭建模型和参数匹配的合理性;最后,采用多岛遗传算法对增程器的启停阈值进行优化,以提升整车燃油经济性。仿真结果表明:优化后,在保证动力性能的前提下,整车燃油经济性在WLTC、CLTC工况下分别提高了51.6%, 60.1%,进一步提升了整车对能量的有效利用率。

    • >应用技术
    • 基于RSE-Vnet卷积网络的肺结节分割方法研究

      2025, 39(5):46-51. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.007

      摘要 (16) HTML (0) PDF 35.70 M (31) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在细粒度图像的分割任务中容易出现欠分割与漏检的问题,提出一种改进的端到端3D分割算法——RSE-Vnet。加入Res2net网络捕获不同结节的多尺度细粒特征,为网络馈送更多精准的结节位置信息;同时残差连接避免了网络退化问题,建立了结节数据驱动模型;注意力机制能够有效为重要特征通道自适应加权,减少背景图像的干扰。构建了的方法在一定程度上解决了多类型结节欠分割和漏检问题,最终在LUNA16数据集中得以验证,模型DSC提升了7%,检测灵敏度提升了6%。

    • 基于多尺度图对比学习的空间转录组聚类方法

      2025, 39(5):52-57. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.008

      摘要 (23) HTML (0) PDF 49.46 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对图神经网络在空间转录组数据聚类过程中识别的空间域不连续或存在交叉这一问题,提出一种基于多尺度图对比学习的空间转录组聚类方法mcmlST。首先,使用SCANPY和主成分分析法,对空间转录组数据进行预处理。然后对ST数据进行增强处理,形成新的视图。接着,基于图自编码器和辅助自编码器,设计双重编码结构,学习空间转录组数据的嵌入特征。最后,基于嵌入特征,使用k-means算法识别空间转录组数据中的空间域。在3个经典的空间转录组数据集(人类大脑皮层右侧背外侧前额叶皮层、人类乳腺癌Block A Section 1和STARmap)上,该方法与3个基线方法conST、CCST和DeepST相比,计算得到更高的ARI和NMI,表明该方法具有优越的空间转录组聚类性能。

    • TF-ME:多尺度特征增强的透明物体分割网络

      2025, 39(5):58-66. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.009

      摘要 (12) HTML (0) PDF 126.71 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对透明物体会继承来自背景的信息且传统卷积神经网络中感受野的限制等问题,提出了基于Transformer和多尺度特征增强的透明物体分割网络TF-ME。模型采用CNN结合Transformer的混合结构,在特征提取阶段,设计了多尺度特征融合模块,有效整合全局与局部信息,提升了模型对不同尺寸透明物体的分割效果;此外,对前馈神经网络进行了重新设计,增强了Transformer编码器的上下文理解能力。为验证所提算法的有效性,在Trans10K-v2数据集上进行了对比实验。实验结果表明,所提方法在11种透明物体分割中的ACC和MIoU值分别达到了94.68%和73.39%,相较于其他算法,该模型的性能明显提升。

    • 聚乙二醇基双网络水凝胶作为类软骨材料的研究

      2025, 39(5):67-73. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.010

      摘要 (13) HTML (0) PDF 121.06 M (33) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别以聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)、线性聚乙二醇(PEG)为第一和第二网络,采用光聚合法制备了具有软骨力学性能的双网络水凝胶。采用傅立叶红外光谱证明了水凝胶的成功合成,并以称重法计算其溶胀性能,以万能拉伸试验机测试其力学性能。研究结果表明,制备的水凝胶可在304%的拉伸应变下,应力约达1.82 MPa;在80%的压缩应变下,应力约为10.36 MPa,且该水凝胶能够以较高的韧性(3.37 MJ/m3)有效地耗散能量,10次循环后的峰值应力保持在初始应力值的99.1%,且具有较低的溶胀率,为2.16。可见,这种双网络交联条件使得水凝胶的自恢复性、抗疲劳性能显著提升,并且具有良好的抗溶胀性能,可作为一种新型的类软骨材料。

    • >管理科学与工程
    • 长江中游城市群城市韧性时空演变及关联网络研究

      2025, 39(5):74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.011

      摘要 (24) HTML (0) PDF 80.31 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2012—2021年长江中游城市群31个城市的相关数据,从经济、社会、生态环境和基础设施4个维度构建了城市韧性综合评价指标体系,用熵权法与地理信息系统(GIS)技术分析城市韧性综合水平及时空演变特征,并借助社会网络分析法(SNA)探讨了城市间韧性的空间关联网络结构特征。研究发现:10 a间长江中游城市群的城市韧性水平较为稳定,但韧性均值相对较小;城市群内部的城市韧性水平呈现出核心—边缘的分化趋势,逐渐形成了以武汉、长沙为中心的高韧性值“龙头城市”带动周边次级城市的空间发展格局;城市之间韧性关联强度显著,城市在网络中的地位和作用呈现出多样性,武汉成为城市中下游城市群网络中的“中心领头人”,其他城市充当“中介桥梁”或“边缘人”角色。

    • 大规模自动分拣仓库运输车分区调度路径规划

      2025, 39(5):82-88. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.012

      摘要 (9) HTML (0) PDF 42.06 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:常规运输车分区调度路径规划方法对运输车最佳路径调度参数的计算不准确,会导致运输车运输时间较长,为此提出大规模自动分拣仓库运输车分区调度路径规划方法。使用神经网络逼近算法,对大规模状态下的Q值进行拟合,并对种群数量进行计算,将拥挤度最大的个体选取出来,建立运输车分区调度路径规划模型。通过免疫遗传算法对最佳路径调度参数进行计算,按照参数对货物的取货次序进行交换,得到近状态下的近似输出动作指令,运输车按照该动作指令进行调度,完成运输车分区调度路径的规划。实验结果表明,在本文方法规划的调度路径下,运输车任务完成时间较短,说明该方法具有较好的应用效果。

    • >数学理论与应用研究
    • 一类非线性变系数Burgers方程初边值问题的差分方法

      2025, 39(5):89-97. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.013

      摘要 (25) HTML (0) PDF 35.55 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一维非线性变系数Burgers方程的初边值问题进行差分方法研究。首先,利用差分方法,建立二层非线性差分格式;然后证明该差分格式在适当的条件下具有稳定性、收敛性;最后,通过具体数值算例,验证了本文构造的差分方法的有效性。算例结果表明该差分格式在空间和时间上都具有2阶精度,展示了其在计算精度、稳定性等方面的优势。

    • 二维线性薛定谔方程的一种高效数值解法

      2025, 39(5):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9833.2025.05.014

      摘要 (30) HTML (0) PDF 8.63 M (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对二维线性薛定谔方程,构造了一种新的半离散有限元两网格算法。将原本在细网格上求解薛定谔方程的有限元解,简化为先在粗网格上求解原方程的有限元解,然后利用在粗网格上求得的数值解,在细网格上将方程的实部和虚部进行解耦,求解两个椭圆方程的有限元解。分析了两网格有限元解与精确解在H1范数下的误差,并进行了数值计算实验,得到的数值结果与文献[10]中的误差具有相同的误差阶,且在不同时刻的误差更小。

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