摘要:针对形状记忆合金的超弹性特性，结合余弦型本构模型和固体各向同性材料惩罚模型，建立材料插值函数，并利用变密度拓扑优化方法，实现了考虑形状记忆合金材料非线性的结构拓扑优化设计。将提出的方法应用于二维和三维结构设计，并利用静力学分析和马氏体相变演化分析方法，对优化设计结构进行研究。结果表明：相比传统优化设计方法，本文提出的优化方法所得结构具有较好的力学性能，受静力载荷时，结构内部最大应力相比传统优化结构下降19.57%，最大位移下降31.03%；在马氏体相变演化分析中，加载结束时的最大马氏体体积分数下降了20.27%。本文所提出的优化设计方法获得的结构内部整体应力分布较为平均，不易发生局部的应力集中，且马氏体相变导致的变形较小。

摘要:舵面结构的力学特性对飞行器的飞行性能具有重要影响，而结构几何构型决定舵面的力学性能。提出一种金属粉末颗粒阻尼复合舵面结构拓扑优化设计方法，通过优化舵面结构的加强筋实现承载，并通过优化粉末颗粒阻尼器位置实现舵面结构的减振设计。采用自适应成长法对舵面结构内部加强筋分布进行拓扑优化，运用均匀化法计算粉末颗粒阻尼器等效性能，并基于等效参数对粉末颗粒阻尼器在舵面结构内部的位置分布进行优化，实现具有承载和抑振功能结构的协同设计目标。仿真结果表明，相较于原型舵面结构，优化设计的金属粉末颗粒阻尼复合舵面结构其静力学性能提升10.35%，1阶固有频率提高22.10%，1阶固有频率处的幅频响应下降22.88%，马赫数为4、5、6时，颤振速度提高10%以上。所提设计方法为轻质高刚且具有抑振功能的结构设计提供了一种新的解决方案。

摘要:负泊松比超材料因其在受拉时横向膨胀、受压时横向收缩的反常力学行为，在航空航天、生物医疗和柔性电子等领域具有重要应用潜力。然而，现有研究多集中于二维或三维各向同性设计，难以满足实际工程中对材料方向相关性的需求。本文提出一种基于密度法的三维正交各向异性负泊松比超材料拓扑优化设计方法，通过构建新的多目标优化函数，结合均质化理论，实现单胞结构在3个正交方向上的负泊松比性能。首先，基于SIMP（solid isotropic material with penalization）材料插值模型，引入几何约束条件，在确保优化单胞对称性的同时有效减少计算规模；其次，通过惩罚函数建立了新的目标函数及优化模型；最后，利用周期性边界条件下的有限元均质化方法，计算等效力学性能，并通过灵敏度分析驱动设计变量更新。数值算例表明，优化后的单胞在3个主方向上均实现了负泊松比性能。本研究为三维正交各向异性拉胀超材料的可控制备提供了理论依据，扩展了机械超材料的设计和应用范围。

摘要:高原低气压环境下，燃气火焰检测面临识别精度不足与实时性下降的双重挑战。本研究提出改进的YOLOv8n轻量级算法，通过多维度优化，实现性能提升。首先，在backbone中构建GhostConv模块，减少模型计算参数；其次，重构C2f模块为C2f_RepGhost结构，在保持特征表达能力的同时简化推理过程；最后，结合卷积块注意力模块（convolutional block attention module，CBAM）注意力机制，强化火焰细粒度特征提取，并采用WIoU损失函数提高定位精度。基于机理实验台数据的实验表明：改进模型的参数量降低12.64%，计算量减少12.2%，准确率提升21.2%，检测帧率依然保持较高的水平。该方法为低压环境下的火焰状态识别提供了有效的轻量化解决方案。

摘要:为实现对单罐熔盐蓄热系统蓄热性能的优化，探究了在蓄热罐内设置移动挡板对蓄热过程的影响规律。采用数值模拟方法研究了移动挡板对罐体内熔盐流动换热的影响，基于动网格及网格自适应技术模拟挡板的动态运动，对比了设置挡板前后的蓄热过程，分析了移动挡板对蓄热介质流动传热的影响，在此基础上进一步探讨了移动挡板的移动速度及尺寸对系统蓄热性能的影响。结果表明：相比于无挡板的情况，移动挡板能够促进熔盐的流动换热，提升罐体的蓄热能力；挡板的尺寸对蓄热过程的影响较小，而挡板的移动速度对其则有显著影响。在研究的参数范围内，增加挡板后系统最多可减少17.65%的蓄热时间，蓄热效率最高提升11.65%。进一步的研究结果发现，当移动挡板始终处于斜温层上方时能够促进熔盐的换热，而处在斜温层下方时则会削弱换热效果。因此，蓄热罐内设置移动挡板是提升熔盐蓄热系统性能的有效方式，挡板的速度及与斜温层的位置关系是影响蓄热效率的关键因素。

摘要:目标检测算法被广泛应用于生产安全领域。针对现有的目标检测算法检测速度慢、在复杂施工环境下检测精度低的问题，提出一种改进的YOLOX检测算法。首先，基于轻量化卷积模组Ghost moudle重构主干网络，压缩模型参数量和计算量，提高检测速度；其次，在主干网络输出端嵌入坐标注意力机制，增强模型对于关键位置信息的学习能力；最后，在颈部网络中引入递归门控卷积，增强模型的空间位置感知能力，捕获图像中的长距离依赖关系。改进后的模型在数据集Pascal VOC和SHWD上进行实验验证，与基线模型相比，平均精度均值分别提升1.69%和1.1%，模型参数量降低18.8%，计算量降低23.3%，帧率提升7.6%。将本文模型部署在终端设备上，可应用于施工环境下的实时监控检测中。

摘要:针对欠训练Jordan神经网络（Jordan neural network，JNN）输出不确定性导致的控制系统动态性能不佳的问题，提出了一种基于模糊推理（fuzzy inference，FI）和JNN的磁悬浮球位置补偿控制新方法，构建了包含基础控制、JNN控制和FI的三模块控制框架。基础控制模块采用适应性强的PID控制器；JNN控制模块实现磁悬浮球系统的在线辨识与补偿；FI模块动态调整神经网络控制器的输出，以抑制欠训练JNN带来的不确定性影响。实验结果表明，与传统神经网络补偿控制方法相比，在跟踪阶跃信号和方波信号时，超调量分别减小了39.79%和60.61%，调节时间分别减小了19.52%和48.47%。该方法在保证稳态精度的同时，显著提升了控制系统的动态性能。

摘要:电感储能型脉冲电源在脉冲磁场领域有着广泛的应用前景，其中利用多级电感串联充电和并联放电的XRAM电路拓展性更强。提出了一种利用MOSFET开关、且有电容boost效应辅助升流的XRAM电路，其结构简单，便于模块化设计，无需高压直流源就可产生大电流脉冲和脉冲磁场。基于这种拓扑，搭建了由2个两级XRAM电路并联的四级XRAM电路，只需24 V直流供电电压，即可在10 μH电感负载上产生频率10～100 Hz、脉宽0～2 ms的0～150 A脉冲电流，进而产生最大0.125 T的脉冲磁场，验证了方案的可行性。电路仿真验证了电容的升流作用，并对不同充电时间的升流效果进行了比较。通过增加并联支路数量，可以获得更强的脉冲磁场。

摘要:为克服传统类电磁感应透明（EIT）结构对入射光极化状态的高度依赖问题，利用电磁场仿真软件和耦合模理论设计了一种具备极化无关特性的类电磁感应透明结构的超表面，实现了在任意极化方向上稳定的透射谱响应。该超表面由4个金属三角环和4根金属棒组成，呈四重旋转对称排列于介电基板上。金属三角环和金属棒2个亮共振的相消干涉引起了与极化无关的类电磁感应透明现象。数值模拟结果表明，该超表面在10.55 GHz左右呈现一个类电磁感应透明窗口，慢波群延迟时间为0.46 ns。通过调节超表面的几何参数，可以灵活地调节类电磁感应透明频率和相应的慢波群延迟。该设计为类电磁感应透明现象在多场景下的光学传感、慢光器件及光通信系统中的实际应用奠定了坚实基础，并可扩展至其他频段，具有极化无关滤波、传感及非线性效应应用的潜力。

摘要:为了研究滚石运动的发生机制，准确分析滚石运动中每一时刻的运动形式，实现对滚石灾害的防治，采用微机电惯性导航探测器和经验模态分解（EMD）、变分模态分解（VMD）和经验傅里叶分解（EFD）3种不同的信号分解算法，分别探讨了滚石运动过程中单一运动状态的加速度波形形式和3种信号分解算法对混合运动加速度信号的分解性能。在算法仿真测试中，经验傅里叶分解的均方根误差小于其他算法。在实验室滚石实验中，经验傅里叶分解所得子信号的可解释性最强且算法复杂度远小于其他算法。因此，可以通过经验傅里叶分解对微机电惯性导航系统中的加速度信号进行进一步的分析。经验傅里叶分解是研究滚石运动状态的一种有效且准确的算法。

摘要:为探究高校网络舆情的情感演化规律，在传统情感分析方法基础上，融合心理距离因素，增强情感演化分析效果。利用潜在狄利克雷分布（LDA）主题模型进行主题识别，提出基于预训练模型ALBERT的融合注意力机制的双通道特征情感分析模型（DCMAM），对评论文本进行情感分类。结合主题识别与情感分类，构建时间关联度、空间关联度和语义关联度3个评价指标，分别从时间距离、空间距离和认知距离3个维度对高校网络舆情情感演化进行分析。结果表明，多组情感分析模型对比实验中，DCMAM模型的准确率、召回率和F1值分别达到91.32%、91.55%和91.60%，能够较好地识别评论文本的情感倾向。心理距离评价指标显示网络用户在不同心理距离下的舆情关注度和情感演化存在差异。

摘要:在双层级物流网络中，为了同时满足每个客户取货和送货需求，建立了一个以最小化配送中心选址成本、车辆启用成本以及运输成本为目标的混合整数规划模型。针对该模型的具体特征，设计了一种改进的樽海鞘优化算法进行求解，采用贪心聚类算法生成初始解，并引入自适应权重策略、调整食物源数量策略、精英保留策略和多种搜索算子。通过测试不同客户规模的算例对构建的模型及算法进行验证，并使用原始樽海鞘算法、遗传算法、免疫算法、灰狼优化算法以及鲸鱼优化算法进行求解，对比分析各算法的运行结果，验证了构建模型的可行性和改进算法的有效性。