哈尔滨工程大学学报 /oa 光谱相似性度量方法研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612063 为了进一步分析光谱相似性度量在高光谱图像处理中的应用,从距离、投影等角度充分归纳总结了现有二元光谱相似度量方法,并分析讨论了二元光谱相似度量存在的问题。重点介绍了一种多元光谱相似性测量方法,也称N维立体光谱角(N-dimensional solid spectral angle,NSSA)方法。NSSA方法从本质上突破了传统的二元光谱角(spectral angle mapping,SAM)仅能计算两个光谱之间夹角的局限性,具备联合计算多元光谱欧氏空间夹角的能力,为评价多元光谱联合相似性提供了一种定量化的度量手段。最后,对NSSA方法在高光谱波段选择及端元提取领域的潜在研究价值和应用现状进行了分析和展望。通过分析表明NSSA方法所具备的特性可更好地实现光谱相似性度量,在高光谱图像处理领域具有较高的研究价值。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1179 1189 1066553 赵春晖, 田明华, 李佳伟 非接触工况下冰桨干扰水动力载荷试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605082 由于冰块临近和阻塞效应,将在螺旋桨上产生极端水动力载荷,进而导致螺旋桨诱导的空泡、噪声以及激振力等性能的恶化。冰桨干扰作用是一个极其复杂的过程,受到诸多因素的影响,为了探究非接触工况下的冰桨干扰水动力特性,在循环水槽中搭建冰桨干扰试验台,并设计一套专门用于切削型冰模型的生成和制作的方法。通过试验重复性分析及与其他学者结果的比较,验证建立的冰桨干扰试验台的可行性。以切削型冰模型为对象,研究了非接触工况下的螺旋桨水动力载荷随冰桨间距变化的规律,探讨了不同流速对冰模型诱导的空泡的影响。试验结果表明:所建立的冰桨干扰试验方法是可行的,能够较好地用于冰桨干扰水动力试验的分析中。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1190 1196 1844043 王超, 叶礼裕, 常欣, 李兴 双层垂直轴水轮机性能计算的当量密实度法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606034 为解决流管模型在双层垂直轴水轮机性能计算中的数值发散问题,提出了一种流管模型的修正方法——当量密实度法。当量密实度法将双层垂直轴叶轮的计算与单层垂直轴叶轮的计算进行类比,将双层叶轮变换成为单层叶轮,减少了流管模型的计算盘面数,从而避免了数值发散问题。先利用某型单层垂直轴水轮机的实验数据和CFD(computational fluid dynamics)计算数据,对流管模型数值程序的有效性进行了验证,同时分析了流管模型在计算双层叶轮性能中存在的困难。给出了当量密实度法的理论,并利用CFD计算结果对新方法的数值程序进行了验证,对结果进行了分析。分析结果表明,当量密实度法的计算结果与CFD计算结果基本吻合,当量密实度法可以应用于双层垂直轴水轮机的性能估算。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1197 1202 2182420 张之阳, 孙科, 张亮, 马庆位, 李炳强 N波诱发的瞬变港湾振荡的数值研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605002 为了研究海啸波诱发的瞬变港湾振荡问题,本文采用一组完全非线性Boussinesq模型,模拟了由波峰在前和波谷在前的两种类型的等边N波入射诱发的狭长矩形港内的瞬变港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并系统研究了入射N波类型和入射波波幅对港内相对波能分布的影响。研究表明:在本文所研究的特定港口和入射波波幅范围内,当入射波波幅较小时,以上两种类型N波诱发的港内相对波能分布几乎完全相同,并且波能几乎都集中在最低的几个共振模态上。随着入射波波幅的增大,分布于更高模态上的波能的比重增加,港内波能的分布趋于均匀,并且占有最大波能的共振模态逐渐由较低的模态向较高的模态转移。相比于波峰在前的等边N波,波谷在前的等边N波诱发的港内波能分布得更加均匀。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1203 1209 1994648 高俊亮<sup>1,2</sup>, 郑子波<sup>3</sup>, 嵇春艳<sup>1</sup>, 刘珍<sup>1</sup> 内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612089 针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1210 1215 1989252 杨德森<sup>1,2</sup>, 张睿<sup>2</sup>, 时胜国<sup>1,2</sup> 海底观测网的OUC-Raman节点现场机控制系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201604086 为满足海底观测网络对仪器节点的技术要求,本文设计实现了一套面向OUC-Raman仪器节点水下现场机的控制系统。该系统由电源管理模块和控制器模块组成,利用观测网提供的电力和通信链路控制现场机内部的光谱探测系统和其他外部设备,以实现对海底化学环境的长期观测。电源管理模块能够确保现场机的电气特性满足观测网的要求,控制器模块实现对现场机光谱探测系统和外部设备的有效控制。该控制系统配置了以PC104工控机和MSP430微控制器为核心的控制体系,允许岸基终端在线访问现场机并实现对其工作模式的控制。该系统的相关功能在实验室模拟调试和观测网接驳联调过程中得到了检验,结果表明该系统达到了接驳入网的标准,可望在海底观测网上得到应用。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1216 1222 1880018 刘晓瑞, 亓夫军, 叶旺全, 宋智愚, 郑荣儿 海洋条件反应堆热工水力系统分析程序开发及验证 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605093 为解决我国浮动核电站研发过程中缺乏适用于海洋条件的反应堆热工水力系统分析程序的问题,本文通过对船舶典型运动形式进行数学描述,建立了海洋条件下流体的惯性加速度模型。通过在现有商用程序中添加海洋条件计算模块,开发得到了适用于船舶核动力装置的反应堆热工水力系统分析程序,并利用实验验证和程序间对比验证的方式对海洋条件建模和程序修改的正确性进行了评估。结果表明:程序能够实现对摇摆运动下流动波动实验的模拟,不同运动条件下的程序计算结果与RETRAN-02/GRAV等程序符合良好,证明了运动条件下程序计算结果的可靠性。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1223 1230 2108998 程坤<sup>1</sup>, 谭思超<sup>1</sup>, 陈莹莹<sup>2</sup>, 孟涛<sup>1</sup>, 文静<sup>3</sup> 基于非线性渗流的大变形固结有限元分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607027 为了研究土体在非线性渗流下的固结效应,基于大变形固结理论,考虑非线性渗流(耦合非Darcy渗流与变渗透系数)作用,建立了二维固结控制方程与有限元方程。采用自编程序对某一黏性土体的固结过程进行了计算。通过大量变动参数的计算与分析,探讨了非Darcy渗流与渗透系数随固结变化的影响。计算结果表明:与Darcy渗流相比,非Darcy渗流下的沉降小,超孔压消散缓慢,具有延迟效应。其中,非Darcy渗流试验常数<i>m</i>影响较大,线性渗流起始水力梯度i<sub>L</sub>影响较小。渗透系数变化对固结的影响与非Darcy渗流相似,压缩指数与渗透系数指数比值<i>α</i><sub>c</sub>的影响较大。在非Darcy渗流与渗透系数随固结变化的耦合作用下,沉降显著减小,超孔压消散趋于缓慢,延迟效应更为明显。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1231 1237 1897548 李刚<sup>1,2</sup>, 张金利<sup>2,3</sup>, 杨庆<sup>2,3</sup>, 蒋明镜<sup>4</sup> 核电工程双钢板混凝土剪力墙面外受弯性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201609015 为了研究核电工程双钢板混凝土组合剪力墙在面外荷载作用下的抗震性能,本文对6个剪力墙试件进行了低周往复荷载试验。制作的试件包括5个双钢板混凝土组合剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件。通过参数分析,研究了钢板厚度、竖向荷载和混凝土强度对双钢板混凝土组合剪力墙试件面外抗震性能的影响。试验结果发现:双钢板混凝土组合剪力墙试件具有良好的承载力和抗侧刚度,但比钢筋混凝土剪力墙在破坏阶段的延性要差。钢板厚度和竖向荷载都对双钢板混凝土组合剪力墙试件的面外抗震性能有较大影响,而混凝土强度对其影响不明显。利用ABAQUS有限元软件对双钢板混凝土组合剪力墙面外荷载试验进行了模拟,试件极限荷载的模拟结果和试验结果比较吻合。在试验和数值分析的基础上提出了双钢板混凝土组合剪力墙面外受弯承载力的计算公式,为核电工程双钢板混凝土组合剪力墙的设计提供参考。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1238 1246 2373660 李小军<sup>1,2</sup>, 李晓虎<sup>1</sup> 穿孔消声器声学计算的快速多极混体边界元法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606040 为提高计算效率以及扩展计算频率范围,本文将混体边界元方法与快速多极算法结合用于穿孔消声器的声学性能计算。通过与消声器传递损失测量结果和传统混体边界元方法计算结果的比较验证了快速多极混体边界元方法的正确性。与传统混体边界元方法相比,快速多极混体边界元方法在保证计算精度的同时,能够有效缩短大尺度问题的计算时间。将快速多极混体边界元方法应用于计算穿孔消声器的传递损失,结果表明,进出口管位置能够影响两通穿孔管消声器的高频消声特性,隔板穿孔能够改善三通穿孔管消声器的中频消声性能。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1247 1253 1917482 杨亮, 季振林 高压共轨系统高压油泵容积效率研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606035 高压油泵的容积效率决定了其供油能力,为了研究高压油泵容积效率的影响因素,提高高压共轨系统工作压力,利用AMESim液力仿真软件建立高压油泵的仿真模型。基于仿真模型在全工况范围内研究高压油泵容积效率影响机理,在典型工况下研究参数对容积效率的影响规律,利用相关性分析研究了高压油泵参数在有、无交互作用下与高压油泵容积效率的相关性变化规律。通过与实验数据对比,验证仿真模型的准确性,研究结果表明:控制信号占空比对容积效率的影响存在饱和区,在占空比饱和区内高压油泵的容积效率不受占空比影响;不考虑交互作用下影响容积效率的关键参数主要包括柱塞余隙容积、柱塞直径与升程、凸轮供油角及燃油温度等,考虑参数间交互作用下参数自身交互作用和柱塞参数间交互作用产生的二次因子与容积效率的相关性最显著。因此优化柱塞结构,在保证理论供油量前提下进行柱塞直径、升程及余隙容积之间的解耦,能显著提高高压油泵容积效率。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1254 1262 4028610 范立云, 董晓露, 白云, 马修真, 宋恩哲 基于改进倍频带特征的离心泵空化状态识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201611027 空化状态识别是离心泵状态监测的难点之一。对离心泵的空化进行了试验研究,采集了三种转速时泵壳上两个位置处的振动信号,根据离心泵的特点对标准倍频带进行改进,基于改进倍频带和标准倍频带构建了振动信号的特征向量,利用BP神经网络对离心泵的四类空化状态进行识别。研究表明:改进倍频带比标准倍频带更能有效地提取离心泵空化振动信号的特征;利用任意一处振动信号的频带特征都能够有效地识别扬程降低大于3%的严重空化状态,联合利用两处振动信号的频带特征能够有效地提高对正常状态和空化程度较轻状态的识别率。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1263 1267,1302 1922356 贺国<sup>1</sup>, 曹玉良<sup>2</sup>, 明廷锋<sup>2</sup>, 苏永生<sup>2</sup> 基于惯导信息的地图匹配算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201610055 为抑制惯性导航系统(inertial navigation system,INS)导航误差发散,提出了一种基于INS信息的地图匹配方法。该方法根据INS输出位置信息的特点,引入了“平移向量”的概念,并利用一种改进的投影匹配法对平移向量进行修正。跑车实验结果表明,与传统地图匹配算法相比,本文所提出的惯导/地图匹配算法充分利用了INS的信息,具有匹配效率高、匹配精度高等优点,为基于地图匹配信息进行INS的误差校正奠定了基础。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1268 1272 2265693 邓志红<sup>1</sup>, 孙亮<sup>1</sup>, 付梦印<sup>1,2</sup>, 王博<sup>1</sup> 约束喷射Al-20Si合金沉积坯的形状及显微组织 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20160304087 针对喷射沉积区域与连续挤压机轮槽不匹配的问题,本文采用双盘流型控制器约束雾化射流,研究熔体温度和雾化气体压力对Al-20Si合金沉积坯形状及微观组织的影响。结果表明:在0.10~0.25 MPa的范围内,随雾化气体压力的增加,合金沉积坯变得越来越窄且高度不断增加。随雾化气体压力的增大,合金中初晶Si的等效直径先急剧减小,而后缓慢增加。在熔体温度为829℃,雾化气体压力为0.2 MPa时,获得的沉积坯的Si颗粒尺寸细小、分布均匀,且沉积坯宽度较小。研究结果可为喷射沉积连续挤压试验参数的优化提供参考。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1273 1277 3351214 刘英莉<sup>1,2</sup>, 尹建成<sup>2</sup>, 钟毅<sup>2</sup>, 陈业高<sup>2</sup>, 杨环<sup>2</sup>, 张八淇<sup>2</sup>, 姜瑛<sup>1</sup> 非线性系统的动态面自抗扰控制器设计及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606005 针对一类具有严格反馈形式的非线性系统的控制问题,本文将动态面控制技术和自抗扰控制技术相结合,提出了动态面自抗扰控制算法。控制器包括三个功能:利用跟踪微分器给出期望信号以及其一阶导;利用扩张状态观测器估计外界扰动;扰动补偿。该控制器有效避免了传统反步法中出现的“微分爆炸”现象,并避免了控制器设计对系统数学模型的精确要求。依据李亚普洛夫稳定性理论进行控制器设计,并对扩张状态观测器和动态面部分进行了稳定性分析。通过水下无人航行器模型仿真,仿真结果表明:航迹误差在(-4,4)范围内,验证了该控制算法的有效性。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1278 1284 1781436 李娟, 邱军婷, 高海涛 实时环境下多目标的路径选择模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201604080 针对出行者出行需求多样化的问题,本文从时间、费用角度出发,构建了实时环境下基于多目标的路径选择模型。采用加权求和函数对多维数据聚集得到组合权重,而权重系数可依据出行者需求或喜好设定。为验证模型的实用价值,在仿真环境下,多目标模型与基于几何距离最短的路径选择模型在时间、费用、距离等评价指标进行了对比。实验结果证明实时环境下基于多目标的路径选择模型更具有实用价值。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1285 1292 2420708 陈海鹏<sup>1,2</sup>, 刘陪<sup>1,2</sup>, 申铉京<sup>1,2</sup>, 王玉<sup>1,2,3</sup> 偏导射流式伺服阀前置级流场建模及特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605009 针对偏导射流式伺服阀前置级的复杂结构对其内部流场及特性的影响,本文提出了一种基于附壁射流理论的前置级流场模型,对油液在射流盘内的整个流动过程进行了完整的分析计算,得出了表征射流附壁特性的理论表达式,并基于实际的偏导射流伺服阀前置级结构尺寸,推导了前置级压力增益的理论计算公式。计算了前置级射流流场的附壁特性,并建立流场二维网格模型,对其附壁现象进行了数值模拟与分析对比;对影响前置级压力增益的因素进行了仿真验证;设计了压力增益测试试验,能够间接测得前置级的压力增益值。结果表明,理论计算、数值模拟及试验测试三者结论一致,证明了应用附壁射流理论对前置级流场进行建模的合理性,确定了影响此类伺服阀前置级压力增益的关键结构参数为:射流盘接收器入口间距、偏转板导流槽侧壁倾角以及偏转板距射流盘喷口侧的间距,为此类伺服阀的结构优化及性能改善提供了技术支撑。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1293 1302 3585890 康硕, 延皓, 李长春, 王凤聚, 王书铭 TBM推进系统动力学特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607045 为了研究硬岩掘进机推进系统对初始条件的响应,建立了多自由度TBM动力学模型。应用分形理论,考虑了撑靴与岩壁的变刚度,通过对系统的数值计算,得到了系统在各个方向的响应,并分析了在不同初始条件下系统的动态响应。结果表明:主机<i>X</i>方向的初始位移和绕<i>Y</i>方向的初始角度对推进系统的姿态影响很大;当初始偏移0.01 m时,系统会发生0.18 m的偏移;当初始偏移1°时,系统会发生1.4°的偏移。这样对盾构机的姿态调整会产生很大挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线无法完成掘进工作。研究结果对TBM掘进过程中的姿态控制有一定的指导意义。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1303 1308 2595010 杨波, 夏岩, 李鹤, 闻邦椿 基于AUV垂直面运动控制的状态增减多模型切换 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607021 自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)系统垂直面运动具有强耦合性、非线性等特点导致AUV系统垂直面难以精确控制,且其纵倾角需控制在某一阈值内,以保证系统安全。根据以上控制要求与AUV垂直面运动模型特点,提出将其解耦为深度控制子模型与纵倾角控制子模型,构建AUV系统垂直面运动控制模型集,根据模型集所含两子模型特点,提出了状态变量增减的多模型切换的概念。基于切换系统稳定判据——共同Lyapunov函数法,提出了变加权多模型切换策略,实现了切换过程的稳定性,避免了切换过程的抖动问题。多次湖泊试验证明,加权多模型切换策略避免了由于期望深度变化而造成的执行机构饱和、深度和纵倾角超调量过大等问题,且改善了AUV系统深度运动的静动态控制品质。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1309 1315 1925359 周焕银<sup>1,2</sup>, 李一平<sup>2</sup>, 刘开周<sup>2</sup>, 封锡盛<sup>2</sup> 氟醚油基磁性液体密封启动力矩的实验分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201610082 氟醚油基磁性液体转轴密封的启动力矩随静置时间发生改变,限制了在特殊密封领域的应用。通过粘性阻力矩的推导理论分析了影响启动力矩的因素,搭建实验台研究了启动力矩随静置时间的变化规律,并使用Anton Paar MCR302流变仪对磁性液体的流变性能进行测量来验证粘度变化的影响作用,最后从摩擦学角度分析了长时间静置后启动力矩的变化趋势。结果表明:启动力矩随静置时间逐渐增大并最终趋于稳定,旋转刚停止时刻的启动力矩远小于静置后的最大平均启动力矩。磁性液体粘度是影响启动力矩发生变化的关键因素,剪切稀化和团聚现象是引起变化的本质原因,接触面的静摩擦作用是导致长时间静置后启动力矩仍会有微小增大的原因。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1316 1321 2042418 程艳红<sup>1</sup>, 李德才<sup>1,2</sup>, 戴荣坤<sup>1</sup> 融合主动学习的高光谱图像半监督分类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606046 针对高光谱数据维数高、有标签样本少等特点,采用半监督分类利用未标记样本信息提高高光谱图像分类精度。主动学习研究训练样本的选择方法,以少量的标记样本得到尽可能好的泛化能力。本文提出了一种结合主动学习算法的半监督分类算法。该方法使用支持向量机作为基本的学习模型,通过主动学习方法选取训练样本,以伪标记的形式加入到分类器的训练中,结合验证分类器迭代选出置信度较高的伪标记样本,通过差分进化算法交叉变异伪标记样本扩充标记样本群。在两个数据集上进行仿真实验,与传统分类算法相比,所提算法的总体分类精度分别提高了1.97%、0.49%,表明该算法能够有效地提升主动学习样本选择的效率,在有限带标记样本情况下提高了分类器精度。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1322 1327 2332876 王立国, 李阳 基于信道状态信息的无源室内定位 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605001 针对传统室内定位方法在准确性及稳定性上的不足,本文提出了一种基于信道状态信息(channel state information,CSI)的无源室内定位方法。该方法采用普通设备搭建了实验平台,离线阶段采集CSI数据建立位置指纹库,在线阶段则利用机器学习的朴素贝叶斯算法进行位置分类。为进一步提高分类准确度,本文还提出了置信度方法,通过综合多条天线对的结果来减少位置误判。实验结果表明,本文所提出方法能有效实现对室内人员的无源定位,可以达到90%以上的准确度。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1328 1334 3044952 吴哲夫<sup>1</sup>, 徐强<sup>1</sup>, 王中友<sup>2</sup>, 陈滨<sup>3</sup>, 宣琦<sup>1</sup> 企业技术能级的概念、测度方法与模型优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706008 企业技术轨道演化路径是企业制定技术发展策略的风向标,现代企业的技术轨道正逐渐由传统的累积型路径向跃迁型路径演化,技术发展不确定性的增加应该引起我国企业的重视。本文提出企业技术能级的概念,对现有技术轨道模型进行完善,建立了相应的数学模型,分别使用改进的索洛残差法和DEA-Malmquist指数法对样本企业的技术能级进行测算和比较,利用面板门限模型验证了企业技术能级的存在。研究结果表明:全要素生产率可以作为测度企业技术能级的指标;要素投入的增加不能有效提升企业的技术能级;企业技术轨道跃迁的实现需要受到来自外部的激发,政策、环境等约束要素对我国企业技术进步的影响被低估。研究结论为技术后发企业提供了技术轨道跨越的有效途径。 2017年08月25 00:00 2017年08期 1335 1344 2242527 范德成<sup>1</sup>, 王瑞<sup>1,2</sup>