2011年第34卷第6期文章目次

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  • 1  电场计算的快速多极子预条件高阶边界元法
    张占龙 邓军 朱祯海 肖冬萍 李德文 胡强 何为 郭伟
    2011, 34(6):1-8. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.001
    [摘要](2009) [HTML](0) [PDF 2.64 M](1174)
    摘要:
    针对多介质工频电场计算中低阶边界元法及预条件(GMRES)法的计算精度低及计算成本高的不足,在低阶边界元法基础上引入高阶边界元和快速多极子法,提出了一种用于求解三维电场分布的快速多极子预条件GMRES高阶边界元法.建立了三维电场计算高阶边界元模型,阐述了快速多极子预条件GMRES高阶边界元法基本原理和具体实现方法;通过双介质实验模型进行了方法验证,并基于500 kV变电站部分关键设备的三维电场计算,表明该方法在电场计算精度及在内存消耗和计算时间上均比预条件GMRES法有明显的优势.最后将计算结果与实际测量值进行了比较,该方法的计算结果与测量值最大相对误差为8.65%,该方法更适合于分析变电站这种大尺度多介质环境下的工频电场分布.
    2  AMT电动换挡执行机构分析与参数化设计
    孙冬野 余盼霞 陶林 尹燕莉
    2011, 34(6):9-14. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.002
    [摘要](2954) [HTML](0) [PDF 2.44 M](1212)
    摘要:
    建立了一种机械自动变速器(AMT)电动选换挡执行机构正向设计方法及设计流程.以实际换挡力的需求为出发点,以国家标准28工况为依据,根据试验所测得的原型车性能参数制定动力性和燃油经济性换挡规律,通过对换挡同步过程和同步力影响因素的分析,以及对电动选换挡执行机构作用过程的运动学和动力学研究,计算出了换挡所需的最大同步力, 并在此基础上进行换挡执行机构的参数设计.为机械自动变速器电动换挡执行机构设计以及AMT控制算法的制定提供依据.
    3  模糊推理在导线间串扰预测中的应用
    李永明 曾铉 郑亚利 汪泉弟 俞集辉
    2011, 34(6):15-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.003
    [摘要](2242) [HTML](0) [PDF 902.66 K](1203)
    摘要:
    提出应用模糊逻辑推理对互连导线间串扰问题进行预测的方法,从前期测量数据中选择有效的电磁干扰参数作为预测因子,并根据数据的统计特性对其分级,然后归并模糊蕴涵式语句确定模糊蕴涵关系集.该方法与人工神经网络预测方法相比,不仅可以充分利用原有的专家的经验和知识,而且能够从实际数据中自动总结和提取新的推理规则.实例分析表明该方法对导线间串扰问题的预测是可行的.
    4  大功率船用齿轮箱振动与结构噪声试验
    朱才朝 闫春爱 李华斌 汪文霖 李志忠
    2011, 34(6):20-25. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.004
    [摘要](2395) [HTML](0) [PDF 4.63 M](1116)
    摘要:
    由于船用齿轮箱的特殊使用工况,其性能要求远远高于其他齿轮箱.分析了某大功率船用齿轮箱的结构和传动原理,并在大功率齿轮传动试验台上进行试验测试.通过对振动信号FFT分析,发现其振动主要由输入级、中间传动级、输出级的啮合频率及其倍频引起.该大功率船用齿轮箱振动烈度达到4.47 mm/s,最大结构噪声131.27 dB,对应输出级啮合频率329 Hz处.
    5  混沌粒子群优化模糊聚类的旋转机械故障诊断
    胡方霞 谢志江 岳茂雄
    2011, 34(6):26-30. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.005
    [摘要](2043) [HTML](0) [PDF 742.89 K](1182)
    摘要:
    提出基于混沌粒子群优化加权模糊聚类的旋转机械故障诊断算法.该算法用混沌粒子群算法取代传统的梯度下降法,优化加权模糊C-均值算法的各个参数,并依据聚类有效性指标确定最优聚类数及聚类中心.应用表明,混沌粒子群算法有效提高了模糊聚类分析的收敛速度和精度,提高了旋转机械故障诊断的准确率.
    6  平衡悬架钢板弹簧模型的建立与仿真
    李杰 张喆 朱毅杰 张洁 张英朝
    2011, 34(6):31-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.006
    [摘要](2381) [HTML](0) [PDF 1.59 M](1326)
    摘要:
    为更好分析重型卡车平衡悬架钢板弹簧的性能,应用离散梁单元方法创建了某重型卡车平衡悬架钢板弹簧的多体动力学模型,解决了重型卡车平衡悬架钢板弹簧大变形、接触非线性以及干摩擦等问题.通过调整离散梁单元的各项参数,得出了与实际钢板弹簧的垂向刚度变化和迟滞特性一致的模型.研究结果表明采用离散梁单元法建立的平衡悬架钢板弹簧模型能更真实、可靠地反映钢板弹簧的特性,也为整车动力学模型的建立提供了既准确又方便的平衡悬架钢板弹簧模型.
    7  采用振荡参数策略的粒子群优化算法
    张治俊 罗辞勇 张帆 卢斌
    2011, 34(6):36-41. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.007
    [摘要](2159) [HTML](0) [PDF 1.94 M](1106)
    摘要:
    提出了一种新的振荡参数策略(OPS),用以提高粒子群优化算法在指定代数后的收敛性能.为了有效控制局部搜索并收敛于全局最优解,OPS在整个搜索过程中通过振荡惯性权重和加速度系数值来交替进行全局搜索和局部挖掘.惯性权重和加速度系数振荡变化既能提高早期的全局搜索能力,又不会早熟收敛,并使粒子最终趋于全局最优.实验仿真显示,对于大多测试函数,OPS优于时变惯性权重、随机惯性权重、时变加速度系数等策略.
    8  小型发夹型SIR微带带通滤波器的设计
    陈林 林杰 王保华
    2011, 34(6):42-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.008
    [摘要](2927) [HTML](0) [PDF 1.55 M](1591)
    摘要:
    针对高性能射频滤波器结构复杂、尺寸大的问题,基于阶梯阻抗谐振器设计制作了一个中心频率为2.45 GHz的小型发夹型微带带通滤波器.通过把半波长阶梯阻抗谐振器耦合结构折合成“U”字形,即发夹型结构改善了滤波器性能和缩小了滤波电路尺寸.通过软件仿真和对制作的硬件电路测试的结果表明,设计制作的滤波器在2.42 GHz到2.48 GHz范围内的插入损耗小于2 dB,3 dB带宽为130 MHz,中心频率的回波损耗达到了30 dB,直流到2 GHz以及2.8 GHz到11 GHz频率范围的阻带衰减都大于了30 dB.因此,该滤波器有效地抑制了寄生通带,而且结构简单、尺寸也小于26 mm×22 mm.
    9  生物柴油/柴油乙醇水微乳体系相行为分析
    阮登芳 王文彬 李强军 刘波 樊茜婷
    2011, 34(6):46-50. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.009
    [摘要](1586) [HTML](0) [PDF 1.94 M](1113)
    摘要:
    采用化学滴定方法研究了生物柴油/柴油乙醇水微乳体系的相行为;分析比较了生物柴油/柴油混合比改变对其相行为的影响.结果表明:在不添加任何乳化剂的条件下,稳态相图中存在一个各向同性的单相区,单相区内混合液为稳定、透明的生物柴油/柴油〖XC半字线.tif,JZ〗乙醇〖XC半字线.tif,JZ〗水微乳化油,表明生物柴油可作为有效的表面活性剂;单相区的面积大小与体系中各组分的含量有关.当乙醇含量及生物柴油与柴油的混合比增加时,单相区变宽;在乙醇含量一定时,形成稳定单相微乳化油的最大掺水量随体系中生物柴油的含量增加而增加.最后得到了不同乙醇含量及不同生物柴油与柴油混合比条件下形成生物柴油/柴油〖XC半字线.tif,JZ〗乙醇〖XC半字线.tif,JZ〗水微乳化油的最大掺水量.
    10  热物理模型对空化泡崩溃末期第一次闭合特性的影响
    田红 杨晨
    2011, 34(6):51-59. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.010
    [摘要](1862) [HTML](0) [PDF 2.40 M](941)
    摘要:
    通过理论证明和数值计算,研究了不同的热物理模型对空化泡崩溃末期的各种特性参数的影响.结果指出,随着多方指数γ的增加,合外力功和动能的最大值逐渐降低,泡内最大温度值逐渐增加,最大压力值却是逐渐降低的;在空化泡崩溃闭合点,合外力功、动能以及半径到达最小值,同时温度和压力达到最大值,五者均具有同时刻性;空化泡被压缩至初始半径值点R=R0,该点是合外力功和动力的最大值所对应的驻点半径,同时,该点也是等温过程与绝热过程的分界点,空化泡从膨胀至最大半径然后被压缩至初始半径R=R0时刻为止的这段时间内是属于热力学等温过程,然后,空化泡从被压缩至初始半径开始到空化泡第一次崩溃闭合点即最小半径R=Rmin时刻为止,该过程是属于动力学绝热过程;对于泡内气体为空气的空化泡在同一空化过程中,在不同阶段分别采用不同的热物理模型,在热力学等温过程期间多方指数取γ=1.0,在动力学绝热过程期间多方指数取γ=1.3~1.4之间较为合理.〖WTBZ〗
    11  多喷嘴射水式喷射器加热性能分析
    童明伟 蔡琴 白秀娟
    2011, 34(6):60-63. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.011
    [摘要](1813) [HTML](0) [PDF 1.27 M](998)
    摘要:
    为研究多喷嘴射水式喷射器的加热性能,提出了分析喷射器加热系数的计算模型,对喷射器加热性能的影响因素进行了分析,并根据理论分析和实验数据得出了不同运行参数对其加热性能的影响规律.研究结果表明,多喷嘴射水式喷射器具有很好的加热性能,喷射器的加热系数随入口水温的升高而减小,随蒸汽压力和引射系数的升高而增大,并且计算和实验得到的各运行参数对喷射器加热性能的影响规律是基本一致的.
    12  氨氮污泥负荷及DO对高浓度亚硝化系统的影响
    魏琛 钟仁超 盛贵尚
    2011, 34(6):64-68. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.012
    [摘要](2553) [HTML](0) [PDF 1.75 M](1022)
    摘要:
    通过氨氮污泥负荷影响试验和DO影响试验数据分析,得出以下结论:1)高浓度亚硝化系统氨氮降解率及亚硝化率均随着NH+4-N污泥负荷的增高而下降.HRT<2 d系统随NH+4-N污泥负荷增加,氨氮降解率迅速下跌到25%~29%;HRT≥2d系统随NH+4-N污泥负荷增加,氨氮降解率缓慢下降到50%~60%;HRT=2.5 d和HRT=3 d的系统中亚硝化率随NH+4-N污泥负荷增加而下降的趋势不甚明显;HRT=5 d系统中亚硝化率的下降是由于污泥产生适应性的造成.因此高浓度亚硝化反应系统的NH+4-N污泥负荷不宜过高.2)随着DO的升高,高浓度亚硝化系统的氨氮降解率一直逐步升高.DO<0.7 mg/L是不利于氨氮降解的;DO>2 mg/L时氧化的NH+4-N都转变成了增加的NO-3-N,亚硝化率下降.将DO控制在0.7~1.3 mg/L之内可保证较佳的NH+4-N降解率和亚硝化率.
    13  薄层胶体受剪应力应变关系的测试方法
    全学友 王仁燕 刘连杰 马松 黄音 严勇
    2011, 34(6):69-74. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.013
    [摘要](2289) [HTML](0) [PDF 3.33 M](930)
    摘要:
    文中采用组合圆盘粘结试件,对胶层端部引入圆弧面构造并对钢质基体进行倒角处理,能够在胶层中形成均匀系数高达0.97以上的剪应力分布,并将粘结面上的正拉应力控制在很低的水平.利用INSTRON单轴伺服试验机高精度的内置位移测试系统,将系统变形从总变形中予以剔除,从而获得胶层竖向变形,并最终换算成胶层的剪切变形和剪应变.采用样品胶体进行的组合圆盘剪切试验表明,粘结件以胶层剪切破坏为特征,随后胶体与金属基体脱层,因此组合圆盘试验方法能够反映材料受剪性能,强度测试值可作为材料强度条件使用,受剪应力〖XC半字线.tif,JZ〗应变本构关系可在粘结构件承载力计算分析中应用.组合圆盘试验方法较为简单,适合在具有位移控制功能的伺服试验机系统的实验室采用.
    14  爆生气体作用机理及岩体裂纹扩展分析
    赵新涛 刘东燕 程贵海 李东升
    2011, 34(6):75-80. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.014
    [摘要](2026) [HTML](0) [PDF 1.38 M](1077)
    摘要:
    分析了不同装药结构条件下的爆生气体初始压力及气体压力随堵塞物位移的变化规律,从牛顿第二定律入手推导出了堵塞物长度与堵塞物在爆生气体压力作用下运动时间的关系式,然后采用BCM模型对岩体裂纹扩展进行分析,定义裂纹从孔壁沿着最小抵抗线方向扩展到自由面所用的时间为岩体破碎时间,令堵塞物在炮孔中运动时间等于岩体破碎时间,建立了计算堵塞物最佳长度的理论模型,该模型综合考虑了爆生气体压力作用下堵塞物的运动和裂纹扩展导致岩体破碎这两方面.最后将理论计算值与经验值和试验值进行了对比分析,理论计算值与经验值和试验值吻合较好,证明了理论模型具有一定的可靠性.
    15  双进口方形分离器气固流动特性的数值模拟
    刘汉周 卢啸风 黄永军
    2011, 34(6):81-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.015
    [摘要](1831) [HTML](0) [PDF 3.25 M](963)
    摘要:
    采用RSM湍流模型对双进口方形分离器的气相流场进行数值模拟,得到了分离器内的速度场和压力分布;同时采用拉格朗日模型对方形分离器内固体颗粒的轨迹进行模拟.结果表明:双进口方形分离器内速度场和压力场的对称性较好但气流旋转强度不大且容易衰减;不同粒径、不同位置入射的颗粒轨迹有较大差异,细颗粒入射时分离器内容易形成气流短路现象,颗粒靠近分离器顶部入射时分离器内容易造成上灰环现象,给方形分离器的分离效率带来了不利的因素.将方形分离器筒体的四角改为切形倒角,可以很好地改善分离器的流场,并能有效提高分离器分离效率.
    16  不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数
    宋思洪 廖强 沈卫东
    2011, 34(6):87-91. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.016
    [摘要](2581) [HTML](0) [PDF 1.17 M](1128)
    摘要:
    根据最小热阻力法和比等效导热系数法对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测.采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子,对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正,基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式.此通用计算公式与实验值及其它模型计算值吻合较好,对于导热增强型复合材料,体积分数一定时,其等效导热系数与颗粒形状因子呈正比,增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能.
    17  泊松分布站点TCP流在WLANs中的吞吐量分析与验证
    廖勇 杨士中 王丹
    2011, 34(6):92-97. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.017
    [摘要](2567) [HTML](0) [PDF 2.88 M](1007)
    摘要:
    分析了Bianchi G提出的IEEE 802.11 MAC DCF的吞吐量模型,在其基础上扩展了重传限制和在其离散马尔科夫链中增加了不退避直接传输状态,修正并完善了该经典模型,同时提出了在一定时间内BSS中接入AP的无线站点数目符合泊松分布的假设,并给出了对应模型和计算吞吐量的量化表达式,最后通过仿真AP到无线站点的单向TCP流,验证了提出的模型的合理性和有效性.
    18  感应电能传输系统参数辨识与恒流控制
    戴欣 孙跃 苏玉刚 王智慧 唐春森
    2011, 34(6):98-104. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.018
    [摘要](2055) [HTML](0) [PDF 3.21 M](1009)
    摘要:
    针对感应电能传输系统中激磁电流(谐振电流)的控制问题,本文提出一种基于参数动态辨识的恒流控制策略.该方法从能量分析的角度,建立了系统谐振回路中能量存储、供给与耗散函数,通过分别建立系统周期内与周期间的能量平衡关系,得到了系统反射阻抗的辨识函数.该方法提出了采用Buck变换器控制系统输入电压以实现谐振电流恒流的控制方案.基于系统输入电压与谐振电流峰值包络的函数关系,结合Buck变换器的输入输出函数关系,建立了系统的恒流控制律.通过实验验证了该控制方法的可行性.该方法的参数辨识环节仅需采样原边部分的谐振电流和电压过零采样数据,简化了系统的采样系统设计.而基于参数辨识的恒流控制律不需要复杂的算法计算,易于实现.
    19  PDTDFB和双树HMT的图像去噪
    尚赵伟 张峰 郎方年 袁博 李剑
    2011, 34(6):105-109. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.019
    [摘要](1516) [HTML](0) [PDF 1.01 M](1071)
    摘要:
    针对金字塔对偶树方向滤波器组(PDTDFB)系数在尺度间、方向间的相关性和隐马尔可夫树模型(HMT)对这种相关性的有效地统计性的特点.提出了一种关于PDTDFB域系数的双树HMT模型应用于图像去噪.在仿真实验中与其他几种典型的去噪算法作对比,验证了提出的模型在图像去噪性能方面具有一定的优越性,较好地保持了图像的边缘细节信息.
    20  生理过程模糊神经推理的虚拟植物
    朱庆生 郭明伟 屈洪春 黄启中
    2011, 34(6):110-116. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.020
    [摘要](1643) [HTML](0) [PDF 3.90 M](875)
    摘要:
    提出一种基于模糊神经生理过程推理系统的植物生长模型.该模型基于机器学习理论,从测量的数据中自动学习拟合植物器官生长函数,提取植物生长规律.在植物生长发育过程中,源库器官根据其生长函数响应虚拟环境,并进行生产、分配、利用同化物.同时器官功能部分的变化反馈到结构部分,对表示植物结构信息的L文法字符串进行修改.当生长环境变化时,模型自动调整生长函数的参数和L文法,在环境中进行优化选择,最终形成适应当前虚拟环境的植物.基于辣椒实验仿真表明,该方法能够准确提取植物生长函数和结构规律,逼真地展现植物对生长环境的响应和适应.
    21  模糊模式的手写数字识别技术研究与实现
    代小红
    2011, 34(6):117-122. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.021
    [摘要](2342) [HTML](0) [PDF 1.59 M](1382)
    摘要:
    通过对CCD传感器获得的邮政编码的24位bmp图像进行仿真和数字识别,提出了一种基于色素的二值化方法,分别提取了邮政编码框格线的二值图像和邮件字符的二值图像;对图像处理的过程进行了分析,它包括邮编框边缘检测和分离、图像的二值化、平滑去噪、倾斜矫正、邮编数字的提取、位置归一化处理、数字图像的细化、字符识别特征提取等.首先对图像识别的预处理过程进行了阐述,然后再对预处理过的图像进行特征字符提取,并对邮件编码框格和字符进行角度修正,最后判断识别结果;在此方法中避免了框格线和编码字符线分割的困难;为了提高识别率,研究使用了手写数字多种方法的复合,使邮件编码的识别率得到了提高;实验表明:该方法可以获得较高的识别率,为邮政系统中分拣识别技术提供了参考.
    22  保持B超图像灰度级的改进直方图均衡化算法
    邢永康 雷群英
    2011, 34(6):123-126. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.022
    [摘要](2552) [HTML](0) [PDF 2.82 M](1048)
    摘要:
    介绍B超图像以及对其进行图像增强的原因.对直方图均衡化、对数直方图均衡化和排序直方图均衡化原理作介绍,从理论上分析这3种算法“吞噬”灰度值的原因.提出一种保留灰度级不变的改进直方图均衡化算法.使用直方图均衡化、对数直方图均衡化、排序直方图均衡化和该文提出的改进算法对B超体模图进行图像增强实验,结果表明该文提出的改进算法在B超图像上的增强效果比直方图均衡化、对数直方图均衡化和排序直方图均衡化算法要好.
    23  蝶型槽基片集成波导带通滤波器
    陈世勇 陈凯让
    2011, 34(6):127-131. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.023
    [摘要](2352) [HTML](0) [PDF 1.70 M](1180)
    摘要:
    利用基片集成波导的高通传输特性以及蝶型光子带隙结构的阻带特性,构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器.为了验证该想法,设计了1个中心频率为4.65 GHz,分数带宽为40%的滤波器,电磁仿真结果表明该滤波器在频率为3.71~5.6 GHz范围内具有明显的通带特性,带内最大插入损耗约为0.4 dB.利用PCB工艺制作了该滤波器的实物,使用矢量网络分析仪对其进行了测试,测试结果表明该滤波器的通带为3.78~5.76 GHz,分数带宽约为41%,带内最小插入损耗为0.72 dB,最大插入损耗为1.65 dB.电磁仿真结果和实际测试结果较一致.
    24  融合智能检测的DNA序列预处理新方法
    刘君 熊忠阳 王银辉
    2011, 34(6):132-136. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.06.024
    [摘要](1888) [HTML](0) [PDF 2.23 M](950)
    摘要:
    提出一种融合智能检测的DNA序列预处理新方法.该方法不需要预先给出载体序列、剪接位点和克隆适配片段等信息,通过统计分析、随机搜索和构建图操作等方法自动发现并定位垃圾信息.以Zebrafish DNA序列为样本进行的预处理实验结果证明该方法能够显著提高DNA序列预处理的效率和准确性,在处理超长序列时更稳定、错误率更低.

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