山东大学学报 (工学版)

融合主客观评价的图数据Top-k频繁模式挖掘

黄芳,王欣,高国海,沈玲珍,付勋,方宇

2025, 55(6): 1-12. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.269

摘要 ( 23 )

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为解决传统Top-k模式挖掘结果难以满足用户实际需求的问题,提出一种融合主客观评价的图数据Top-k频繁模式挖掘。通过基于最小DFS编码的模式表征技术,实现对模式的编码;搭建基于孪生神经网络的图模式评价模型(graph patterns evaluation model, GPEM),学习模式对之间的偏好关系,实现对模式的主观偏好预测;设计融合主客观的模式兴趣度评价函数,指导Top-k模式挖掘。在6个真实图数据集上的试验结果表明,GPEM在多项指标上优于其他模型,准确率最高可达93%。

基于局部和全局知识蒸馏的危险驾驶行为检测

李坤彪,杨晓晖,张风,徐涛,郭庆北

2025, 55(6): 13-20. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.172

摘要 ( 13 )

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为提高道路安全,预防交通事故,提出一种基于局部与全局知识蒸馏(local and global knowledge distillation, LGD)的危险驾驶行为检测算法。在知识蒸馏框架基础上,引入融合局部特征与全局特征的蒸馏损失函数,引导学生网络高效学习教师模型判别能力。这一方法有效促进学生网络的学习,使其能够在保持参数减少时,达到与教师网络相当的检测准确率。试验结果显示,本方法在仅包含31.85 M参数大小的模型下,实现91.79%准确率,表明该方法在处理分心驾驶检测问题上的有效性。

基于全局冗余最小的快速多标签特征选择方法

唐杰烽,张佳,龙锦益

2025, 55(6): 21-34. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.288

摘要 ( 14 )

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为解决多标签学习维度灾难及过滤式特征选择方法易陷入局部最优的问题,提出一种基于全局冗余最小(global redundancy minimization, GRM)的快速多标签特征选择方法。通过K-means聚类和互信息计算从原始标签空间和特征空间中筛选出候选标签与候选特征子集;通过全局冗余最小化解决局部最优问题,得到特征冗余最小特征权重,保证输出的特征子集为最佳特征子集;采用集成学习策略增强特征选择稳定性。在14个多标签数据集上的试验结果表明所提方法相较其他方法在各分类指标上均有较优表现。

融合多特征和多头自注意力机制的高校学业命名实体识别

王禹鸥,苑迎春,何振学,何晨

2025, 55(6): 35-44. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.114

摘要 ( 9 )

PDF (3664KB) ( 3 )

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为了有效解决高校学业领域实体归属和实体嵌套问题,提出一种基于多特征融合和多头自注意力机制的中文命名实体识别模型Multi-feature BiGRU-MHSA-CRF(MBMC)。该模型从字、词、位置三个方面对文本语义特征进行表示,丰富多维度学业文本语义特征,并将特征向量输入到双向循环神经网络(Bi-directional recurrent neural network, BiGRU)以捕获全局语义特征。为了解决高校学业领域实体边界划分问题,对注意力机制进行改进,引入带有Q、K、V权重矩阵的多头自注意力机制,增加学习参数,提升识别准确率,将所有可能的标签序列输出到条件随机场(conditional random fields, CRF),通过CRF解码生成实体标签序列。试验结果表明,该模型F1值在公开数据集CoNLL2003和高校学业领域数据集分别达到89.57%、86.14%,优于其它传统模型。

知识粒度视角下区间值决策信息系统的增量式属性约简

邱利芹,王磊,于越,孙雅慧

2025, 55(6): 45-57. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.111

摘要 ( 13 )

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鉴于以区间值决策信息系统为对象的非增量式属性约简效率不高,现将知识粒度的概念推广到区间值决策信息系统中,从知识粒度的视角系统地研究区间值决策信息系统中的增量式属性约简方法。在区间值决策信息系统中引入相容度的概念并由此改进区间值相容度的度量方法;根据相容度确定相容关系并构造出相应的相容关系矩阵,以此得出一种基于矩阵的区间值决策信息系统中知识粒度的计算方法;探讨在对象集发生变化条件下知识粒度的更新机制,在此基础上用知识粒度来表示属性重要度,以属性重要度为启发式信息构建出增量式属性约简算法。在6个精选的UCI数据集上实施增量式属性约简算法的试验,试验结果表明:在不影响属性约简结果精度条件下,增量式属性约简方法较非增量式属性约简方法消耗时间更少,增量式属性约简方法更加高效。

开槽泡沫金属镍的流动沸腾机理及性能

田涛,姜鲲,曹峻腾,郭春生

2025, 55(6): 58-68. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.336

摘要 ( 9 )

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为了深入探究微尺度下不同孔密度和开槽尺寸等参数对泡沫金属镍蒸发器内运行机理的影响,选用3类孔密度(100、500、1 000目)和4类开槽尺寸(0、0.4、0.7、1.0 mm)共12类样品进行流动沸腾换热试验,对样品热流密度、对流换热系数及压降进行计算分析。结果表明,对于孔密度相同的样品,开槽尺寸为0.7 mm的样品对流换热系数最高;在相同开槽尺寸下,试验得出的最优解是孔密度为500 目、开槽尺寸为0.7 mm的样品,相比100目样品对流换热系数提高3.02倍,极限热载荷为152.40 W/cm²,对流换热系数最高达27 630.50 W/(m²·K)。通过硅溶胶对泡沫金属镍进行改性,探究润湿性对换热性能的影响。结果表明,开设槽道与亲水改性两者结合无法起到相互促进的作用,未开槽时亲水改性可以使换热效果提升,但也会大大削弱开槽带来的换热能力的提升,使处理后的样品效果弱于未处理的泡沫金属镍样品。

氖工质深冷环路热管运行不稳定性仿真分析

何发龙,杜王芳,苗建印,张红星,何江,刘思学,刘畅,赵建福

2025, 55(6): 69-75. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.327

摘要 ( 10 )

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深冷环路热管作为深低温区高效两相热传输系统,运行稳定性问题直接决定着热控系统运控性能。本研究采用深冷环路热管系统级瞬态模型,对氖工质深冷环路热管稳定性进行瞬态仿真。模拟研究氖工质深冷环路热管系统压力和运行温度波动现象及原因,分析失稳过程中系统关键部件内部的气液分布特征。结合温度-压降相图分析系统失稳机制,揭示深冷环路热管不同运行工况中出现的稳定运行、振荡衰减、振荡放大和周期振荡四种不同运行状态特征。

基于BP神经网络和遗传算法的翅片管结构优化

邵孟伟,袁世飞,周宏志,王乃华

2025, 55(6): 76-82. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.333

摘要 ( 12 )

PDF (4448KB) ( 6 )

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为提升热管换热器的综合性能,通过反向传播(back propagation, BP)神经网络预测模型与带精英策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ)相结合,对核电站主控室非能动冷却系统中重力热管蒸发段的翅片管结构进行多目标优化设计。以翅片厚度、间距、高度、横向管间距、纵向管间距、长径比等6个结构参数为自变量,建立努塞尔数、压降和最小截面处风速的预测模型,通过NSGA-Ⅱ算法以传热因子最大化和阻力因子最小化为目标进行全局寻优。优化后的翅片结构参数组合(翅片厚度为1 mm、间距为6 mm、高度为5 mm、横向管间距为70 mm、纵向管间距为75 mm、长径比为1.4)使传热因子提升25.86%,阻力因子降低17.96%,综合性能系数提升35.24%。本研究验证了BP神经网络与遗传算法联合优化方法在热管结构设计中的有效性,为核电站主控室非能动冷却系统的工程优化提供关键参数和理论指导。

大型直冷式制冰机结冰过程的建模

王晓鹏,张志强,赵红霞,柏超,程义广,高晨晨,李广鹏

2025, 55(6): 83-89. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.080

摘要 ( 11 )

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依据大型直冷式制冰机制冰单元的传热形式以及内部相态的改变,将制冰过程划分为水的对流换热降温过程、水的导热换热降温过程、水的冻结过程、冰的降温过程4个阶段。运用能量守恒方程和传热方程等,建立制冰全过程各单元的数学模型,通过MATLAB软件编程求解各阶段的时间。对大型直冷式制冰机制冰单元内的结冰过程进行了试验测定,经验证,传热模型各阶段的计算误差均在8.00%以内,总误差小于4.00%,模型准确性较高。对大型直冷式制冰机的设计优化提供技术指导和理论支持。

多热源冷却的新型环路热管设计及性能

柳洋,朱波,陈超伟,陈岩,辛公明

2025, 55(6): 90-99. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.335

摘要 ( 11 )

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为了解除环路热管在多热源工况下的使用限制,拓展环路热管内工质的循环换热效率,在传统环路热管基础上,设计制造一种针对多热源冷却的新型环路热管。该环路热管具有一个蒸发器和多个热沉部件,通过内部流体工质循环将蒸发器及热沉处的热量吸收并在冷凝器处释放,实现同时对多个热源冷却。通过对传统环路热管进行优化设计,制造上述结构的新型环路热管,进一步探究新型环路热管中热沉数量变化对运行性能的影响。通过试验验证新型环路热管运行的可行性,其内部产生的循环流量最高达45 mL/min,相较于优化设计前,系统整体散热量最高提升90%。在此基础上,对不同结构的新型环路热管启动及稳定运行性能参数进行对比,结果显示,新型环路热管中热沉数量变化会对内部工质的循环阻力产生显著影响,进而影响系统内工质的循环流量,决定蒸发器和热沉的冷却能力。

航天器离心增益式渐开线热管设计及试验研究

宋云飞,张红星,周宇鹏,杨昌鹏,谢永奇

2025, 55(6): 100-107. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.334

摘要 ( 15 )

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针对环扫式航天器旋转平台大热耗、高热流密度设备的散热路径优化问题,设计一种离心增益式渐开线热管。通过优化热管构型,降低平台快旋对热管启动的影响,利用旋转加速度提升热管的极限传热能力,搭建热管离心试验平台进行传热性能及启动性能验证。试验结果表明,渐开线热管在角速度为0~2.512 rad·s^-1时均能正常启动工作,且随角速度增大,热管传热能力由170 W·m提升至421 W·m,热管启动所需功率增加至6.6 W,满足航天器旋转平台高效传热的应用需求,实现紧凑型旋转平台的全域高效散热。

深基坑永久支护RECV桩工作机理与计算分析

李连祥,车秀熙,李未龙,邱叶凡,张尚儒,汪楚涵

2025, 55(6): 108-119. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.152

摘要 ( 17 )

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针对现有“临时性”深基坑支护导致资源浪费、环境污染以及传统圆形支护桩墙体平整度难以控制、推广永久支护受阻等问题,本研究提出一种上矩形、中扩体、下圆形变截面(the upper rectangular, middle expanded, lower circular variable section,RECV)桩,作为深基坑永久支护结构。结合朗肯土压力理论和弹性地基梁法,推导RECV桩全桩身的弯矩、剪力、应力计算公式;采用有限元方法建立数值模型,并基于工程监测数据验证模型的可靠性后,模拟对比了RECV桩与传统圆形桩作为基坑支护桩时的水平位移和桩身弯矩特性。数值模拟结果表明:在锚杆支护条件下,RECV桩的最大水平位移较圆形桩小18.2%,单位体积混凝土支护能力提高14.8%,表现出更强的抗变形能力和单位体积混凝土支护效率优势。理论计算结果与模拟结果走势基本一致。本研究可为RECV桩的内力计算提供参考,为RECV桩的技术理论和设计方法奠定基础,推动永久支护技术的发展。

钢渣细骨料混凝土软化曲线逆推分析

薛刚,张一帆,刘江森,董伟

2025, 55(6): 120-128. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.249

摘要 ( 16 )

PDF (11965KB) ( 2 )

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为研究钢渣细骨料体积分数对混凝土软化特性的影响,选用安定性满足规范限值要求的钢渣细骨料配制混凝土进行楔入劈拉试验,通过ISIGHT集成MATLAB和ABAQUS建立逆分析程序,推演得到钢渣细骨料混凝土的三线性软化曲线,基于楔入劈拉试验结果验证了软化曲线有限元分析的准确性。结果表明:钢渣能够明显提高混凝土的抗拉强度并加大混凝土开裂后的应力降幅,当混凝土中钢渣的体积分数为20%时,三线性软化曲线第二段斜率降幅最大;软化曲线尾端混凝土开裂位移随钢渣体积分数的增加而降低,混凝土延性变差。钢渣细骨料混凝土逆推软化曲线为研究其软化性能提供了理论依据。

预制节段拼装桥墩塑性铰性能

谢裕鹏,熊二刚,李思锋,刘丰玮,王尚

2025, 55(6): 129-141. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.265

摘要 ( 14 )

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基于“等同现浇”设计原则,系统探究2种不同连接方式的预制节段拼装桥墩塑性铰性能。以4个预制拼装桥墩的试验研究为基础,搜集汇总国内外共66个矩形或方形截面混凝土墩柱试验数据,分析墩柱高度、加载方向截面高度、材料特性、配筋率和轴压比对塑性铰长度的影响,并对现有塑性铰长度公式进行评估,提出适用于预制节段拼装桥墩的塑性铰长度计算公式,并采用解析法验证了其可行性。结果表明,塑性铰长度随着墩柱高度、加载方向截面高度、纵筋屈服强度、纵筋直径和配筋率的增大而增长,随着轴压比的增大而减小。本研究提出的公式适用于计算预制节段拼装桥墩的塑性铰长度。

废旧轮胎格栅环向约束散体桩承载特性

徐润,刘志鲲,孙建秀,于洋,张常勇,刘亚珍,岳红亚,张宏博

2025, 55(6): 142-150. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.178

摘要 ( 10 )

PDF (7927KB) ( 3 )

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为解决碎石类散体桩加固软土地基时土体侧向约束能力不足,发生扩径、桩顶鼓胀破坏等工程问题,提出废旧轮胎格栅环向约束桩复合地基技术。通过考虑加筋类型、桩径及垫层形式的变化,开展单桩及复合地基承载试验,测试得到荷载-位移曲线;基于不同的破坏模式,提出散体桩单桩承载力计算方法,并进行准确性验证。结果表明:相较于普通散体桩在较小位移条件下即达到极限破坏状态,环向约束桩极限承载力明显提高;对比土工格栅环向约束桩,轮胎格栅约束桩荷载-位移曲线未出现明显的破坏点,表明其径向约束能力更强;对比不同桩径条件下的环向约束桩荷载-位移曲线,可知适当增大桩径对于提高桩体承载力效果显著,而设置碎石垫层可提升桩体承载力。研究成果对于该类型桩基的推广应用、提高固废资源循环利用具有重要的工程应用价值。

基于熵权TOPSIS的再生砖混水稳材料多指标综合性能评价

曹芙波,肖胜先,王晨霞,郜德龙,李敦,苏天,秦士杰,王宇飞

2025, 55(6): 151-162. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.268

摘要 ( 11 )

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以强度最大、刚度适宜为原则确定水泥中粉煤灰最佳质量分数,设置不同水泥和再生砖骨料质量分数以及养护龄期为控制参数,对15种不同配合比下的再生砖混水稳材料(recycled brick mix water stabilizing material, RBSM)进行力学性能研究,采用熵权TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)模型对RBSM的综合性能进行评价,并得出最优参数。结果显示,(1)早期劈裂强度和无侧限抗压强度随着粉煤灰质量分数的增加呈先增后降趋势,在质量分数为10%时达到峰值,抗压回弹模量随着粉煤灰质量分数的增加而增加,最终确定粉煤灰在水泥中的最佳质量分数为10%;(2)RBSM的最优含水率随再生砖骨料质量分数的增加逐渐增大,最大干密度则随之降低;(3)养护初期,RBSM的劈裂强度随再生砖骨料质量分数的增加逐渐降低,无侧限抗压强度则呈先增加后减小的趋势,并在质量分数为50%时达到峰值,随着养护龄期的增加,RBSM的力学强度均有提升;(4)通过熵权TOPSIS理论,得到最佳水泥和再生砖骨料质量分数。最终推荐粉煤灰在水泥中的质量分数为10%、水泥在再生砖混水稳材料中的质量分数为7%、再生砖骨料在再生砖混骨料中的质量分数为50%作为再生砖混水稳材料最佳配比。

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