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当期目录

    2010年 第40卷 第3期 刊出日期:2010-06-16
      
    机器学习与数据挖掘
    基于极大圆盘引导的形状插值实现三维表面重建
    秦通,孙丰荣*,王丽梅,王庆浩,李新彩
    2010, 40(3):  1-5. 
    摘要 ( 604 )   PDF (1433KB) ( 1784 )   收藏
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    针对传统的基于形状插值方法进行插值重建的不足,提出了将基于极大圆盘引导的形状插值方法应用于三维表面重建。插值重建过程中选用具有较好效果的Chamfer算法进行距离变换,然后遍历所得到的距离图像上的所有像素点得极大圆盘集,将圆盘集进行去冗余和投影算法处理后获取最终用来插值的圆盘集,根据优化后的质心公式由圆盘集确定最终的插值方向,最后由插值结束后各点处的距离值完成三维表面重建。仿真实验结果表明,该方法可以准确地实现三维表面重建。

    结构大间隔单类分类器
    冯爱民1,刘学军1,陈斌2
    2010, 40(3):  6-12. 
    摘要 ( 652 )   PDF (1033KB) ( 1579 )   收藏
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    目标数据呈簇分布、基于超平面的单类分类器要求嵌入结构信息时,必须分别考虑各簇数据对超平面的影响,为此,提出可用于簇分布的结构大间隔单类分类器(structural large margin one-class classifier,SLMOCC)。该算法通过分别约束各簇数据到超平面的马氏距离,并最大化最小马氏间隔,保证目标数据落入正半空间的同时,充分利用数据的簇结构信息,通过序列二次锥规划优化方法线性搜索到最优超平面。为捕捉数据簇结构,SLMOCC采用凝聚型层次聚类并借助拐点确定聚类数目,最后通过人工数据和UCI数据集与相关算法比较,验证了SLMOCC的有效性。

    基于蚁群系统的聚类算法研究
    沙露1,2, 鲍培明1,2*, 李尼格1,2
    2010, 40(3):  13-18. 
    摘要 ( 566 )   PDF (1071KB) ( 1315 )   收藏
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    针对传统聚类算法在对复杂密集型数据集聚类时不能取得较好聚类结果的问题,利用进化聚类算法对复杂密集型数据集进行聚类,提出一种基于蚁群系统的聚类算法(clustering algorithm based on ant colony system,CAACS),利用蚂蚁在行进路径中释放信息素且追求浓信息素的原理来实现蚂蚁的随机搜索,并引入近邻函数值的概念来确定样本数据之间的相似性,通过蚂蚁在行走过程中不断建立样本数据之间的最相似连接来形成各个子连通图,各个子连通图中的样本数据构成一个类。实验采用随机产生的不规则数据集以及一系列合成的数据集将CAACS算法与DBSCAN算法(density-based spatial clustering of application with noise)及面向非规则非致密空间分布数据的蚁群聚类方法进行比较。实验结果表明CAACS算法对复杂密集型数据集能达到较好的聚类结果。

    一种采用动态策略的模拟捕鱼优化方法
    王勇,庞兴
    2010, 40(3):  19-25. 
    摘要 ( 559 )   PDF (461KB) ( 1238 )   收藏
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    一种基于微粒群思想的蚁群参数自适应优化算法
    夏辉1,王华1,陈熙2
    2010, 40(3):  26-30. 
    摘要 ( 520 )   PDF (938KB) ( 1681 )   收藏
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    基于雷达图像的运动目标形态检测及跟踪技术
    刘文亮,朱维红,陈涤,张泓泉
    2010, 40(3):  31-36. 
    摘要 ( 596 )   PDF (1957KB) ( 1274 )   收藏
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    控制科学与工程
    人机交互中基于可穿戴式计算的手势和活动辨识
    盛卫华,祝纯
    2010, 40(3):  37-50. 
    摘要 ( 570 )   PDF (3369KB) ( 1361 )   收藏
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    基于炼油过程生产特性的优化调度模型
    李明,李歧强,郭庆强,丁然
    2010, 40(3):  51-56. 
    摘要 ( 456 )   PDF (975KB) ( 1315 )   收藏
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    针对炼油过程的平稳性和长期性等生产特性,研究了其优化调度问题。给出了平稳性和长期性的定义,并对生产特性进行了模型化描述。提出了生产的平稳度、长期度性能指标,以实现生产特性的量化表达和评价。在此基础上建立了炼油过程的广义析取规划优化调度模型。以某炼油过程生产调度为例,对比有无体现生产特性的优化调度仿真结果表明:基于炼油过程生产特性的优化调度模型能够提高生产特性性能,得到的调度方案更为可行和实用。

    一种新型微流体主动混合器的仿真与分析
    徐昊,魏守水*,张敬涛
    2010, 40(3):  57-60. 
    摘要 ( 659 )   PDF (1441KB) ( 1886 )   收藏
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    针对本文设计的一种新型压电驱动的微流体主动混合器进行建模和仿真,对压电驱动振子进行模态分析,得到其固有频率和振型;以水为流体,对混合器和其内部流体进行流固耦合分析,得到压电振子对混合器内流场的扰动状况;分别在未施加激励和施加激励的情况下,对不同温度的水进行混合仿真实验,得到混合器内不同位置的混合状况。通过比较和分析仿真实验结果,验证了混合器的工作性能。

    混合变时滞二重边复杂网络自适应同步反馈控制
    赵永清, 江明辉
    2010, 40(3):  61-68. 
    摘要 ( 607 )   PDF (531KB) ( 1062 )   收藏
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    在目前已有的复杂网络模型的基础上, 给出了一类混合变时滞二重边复杂网络模型, 它不仅包含2个不同性质的子网络, 而且同时含有节点时滞和耦合时滞, 且2种时滞都随时间而变化。基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法, 在一些保守性较小的假设和对网络参数要求很弱的情况下,运用合适的不等式放缩, 分别给出了混合变时滞二重边复杂网络渐近同步和指数同步的自适应反馈控制器设计方法。实例数值仿真结果说明了控制方法的有效性,并通过取相同初始值, 验证了网络在指数同步控制器控制下同步速度更快。

    材料科学与工程
    超高强度钢板热冲压及模内淬火工艺的发展现状
    李辉平, 赵国群, 张雷, 贺连芳
    2010, 40(3):  69-74. 
    摘要 ( 689 )   PDF (652KB) ( 4458 )   收藏
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    超高强度钢板热冲压技术是将板料热加工和淬火工艺相结合的一项较新的复杂成形技术。它使超高强度钢板具有较小的变形抗力、塑性好、成形极限高,而且成形零件的精度和强度较高。该技术生产的零件使汽车轻量化后仍能满足碰撞安全性能。介绍了超高强度钢板的种类及相应热冲压技术的关键技术,概述了热冲压技术实验研究及数值模拟研究的主要内容及其现状,并对热冲压技术存在的问题进行了评述,对未来发展的内容和重点研究方向进行了展望。

    莱钢120吨转炉冶炼超低硫钢工艺优化
    王庆春1,李木森2,范树璐3,张继军3
    2010, 40(3):  75-79. 
    摘要 ( 709 )   PDF (623KB) ( 1831 )   收藏
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    结合脱硫反应热力学和动力学理论,对莱钢120t转炉冶炼过程及操作制度进行了分析研究,通过控制转炉回硫对深脱硫工艺流程进行了优化。结果表明:(1)通过控制转炉回硫,可将LF炉中钢水硫质量分数控制在0.005%以下,脱硫率可达80%以上,终点硫质量分数最低可达到0.001%,并且能够稳定生产硫质量分数小于0.005%的低硫钢种;(2)顶渣SiO2质量分数可控制在8%以下;(3)终点(FeO+MnO)质量分数和可降低到1%左右,碱度可控制在5~6之间。

    热加工材料动态再结晶介观组织模拟模型的研究进展
    王丽君,关小军*,禹宝军,赵健
    2010, 40(3):  80-85. 
    摘要 ( 723 )   PDF (397KB) ( 2443 )   收藏
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    通过计算机模拟技术可以有效模拟金属材料热变形过程中动态再结晶组织的演化过程, 从而达到预测材料性能的目的。介绍了目前材料动态再结晶过程介观组织模拟的两种模型——元胞自动机(cellular automaton, CA)模型和蒙特卡洛(monte carlo, MC)模型的模拟技术及其研究进展, 重点分析了现有动态再结晶介观组织MC模型存在的问题并且提出了解决思路。

    模拟体液中类骨羟基磷灰石的合成
    张爱娟
    2010, 40(3):  86-90. 
    摘要 ( 622 )   PDF (973KB) ( 2916 )   收藏
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    洋葱状富勒烯的硬脂酸修饰
    姚延立,马国利
    2010, 40(3):  91-94. 
    摘要 ( 740 )   PDF (692KB) ( 1027 )   收藏
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    Eu3+掺杂生物多孔硅酸钙发光材料性能
    赵其斌,周淑君,范同祥,丁剑,张荻
    2010, 40(3):  95-98. 
    摘要 ( 471 )   PDF (1021KB) ( 1270 )   收藏
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    Al-Zn-Mg-(Sc)-(Zr)合金时效初期微结构演化的Monte Carlo模拟
    孙媛,王桂青
    2010, 40(3):  99-103. 
    摘要 ( 552 )   PDF (1281KB) ( 1600 )   收藏
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    土木工程
    地下工程突水机理及其研究最新进展
    李利平1,路为1,2,李术才1,张庆松1,许振浩1,石少帅1
    2010, 40(3):  104-112. 
    摘要 ( 729 )   PDF (1906KB) ( 2834 )   收藏
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    随着地下工程建设的大、长、深发展趋势,大型突水地质灾害逐渐成为制约地下空间建设发展的瓶颈问题,是岩石力学与工程研究领域急需解决的关键科学技术难题。在系统收集整理国内外相关资料的基础上,从突水的灾变条件与演化特征、突水通道的形成机制、渗流灾变规律与突变机理以及突水预测与监测理论等方面系统总结了当前突水机理的研究方法及其存在的问题,提出了“施工人为扰动和岩溶水及水压力扰动诱发破裂是相对完整岩体破断突水的本质所在,地质缺陷体本身渗流力学的多元动态信息则是地质缺陷式突水灾变演化过程描述的关键所在”这一学术思路。通过现场突水实例分析与数值模拟结果,认为突水机理的研究需从两方面着手,即突水通道形成的微观作用机制与含导水构造系统失稳突水的宏观力学判据,考虑地质因素和工程因素的双重影响,并结合突水前兆多元信息实时在线采集与分析的监测方法,对有效探测含导水构造的物探方法进行补充,为突水预报预测奠定理论基础。

    基于趋势检查法的遗传神经网络模型及工程应用
    邱道宏1,张乐文1,崔伟2,苏茂鑫1,孙怀凤1
    2010, 40(3):  113-118. 
    摘要 ( 504 )   PDF (490KB) ( 1014 )   收藏
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    新陈代谢GM(1,1)模型在建筑物沉降预测中的应用
    边培松1,王登杰1,于少华2
    2010, 40(3):  119-123. 
    摘要 ( 672 )   PDF (352KB) ( 1406 )   收藏
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    利用MATLAB7.0软件对原始数据进行等间距处理后,用一次累加数列与原始数列构建微分模型,通过不断去掉旧数据加入新数据,以工程数学为基础,运用灰色理论构建新陈代谢GM(1,1)模型。并以工程实例进行模拟和预测效果检验,将普通GM(1,1)模型和新信息GM(1,1)模型预测效果进行比较,计算和对比结果表明,新陈代谢GM(1,1)模型精度明显高于其它模型,预测效果大大提高。

    地铁管片抗裂度及裂缝宽度试验和计算方法
    周海鹰1,李立新2,陈廷国1
    2010, 40(3):  124-127. 
    摘要 ( 768 )   PDF (692KB) ( 1830 )   收藏
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    为了研究钢筋混凝土衬砌管片的开裂性能,对2片 1:1 不同配筋率的钢筋混凝土衬砌管片进行了试验。研究发现,配筋率的提高对钢筋混凝土衬砌管片抗裂度的影响十分有限,随着配筋率的提高平均裂缝间距、最大裂缝宽度减小,但减小幅度不大。根据试验结果,分析了不同配筋率对钢筋混凝土衬砌管片抗裂度和裂缝宽度的影响,给出了考虑衬砌管片高度影响的抗裂度及考虑配筋率影响的最大裂缝宽度实用计算公式,理论计算结果与试验数据吻合良好。

    FRP-螺栓联合加固技术锚固参数的研究
    管延华1,2,苗海涛2,宋修广2
    2010, 40(3):  128-132. 
    摘要 ( 614 )   PDF (1268KB) ( 1692 )   收藏
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    为了明确机械锚固的各项参数指标,指导FRP-螺栓联合加固技术(hybrid bonded fiber reinforced polymer, HB-FRP)的设计和施工,通过室内试验研究了螺栓的锚固深度,提出螺栓最小锚固深度的计算公式与螺栓选择的要求;利用ANSYS计算软件,采用螺栓预紧单元及面对面的接触分析,模拟不同钢板尺寸和螺栓预紧力的条件下钢板和混凝土之间的接触压应力分布情况,对钢板尺寸和钢板类型的选择给出了指导性的设计方法。该研究为HB-FRP在桥梁加固维修中的应用提供了可靠的依据。

    多孔安山岩在沥青路面中的应用研究
    郭德栋1,2,许宏妹3,李小刚4
    2010, 40(3):  133-136. 
    摘要 ( 691 )   PDF (336KB) ( 1541 )   收藏
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    其它
    基于自治域的RBAC访问控制模型
    龙军,曾小仨,张祖平
    2010, 40(3):  137-142. 
    摘要 ( 603 )   PDF (599KB) ( 1418 )   收藏
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    针对传统的基于角色访问控制(role-based access control, RBAC)模型在大规模企业应用中存在的不足,提出一种基于自治域的RBAC改进模型(autonomy domain-based RBAC, AD-RBAC)。该模型引入“自治域”描述企业组织结构,将组分为管理组和普通组,增强组的表达能力,参照组织结构域描述模型构建组层次结构和组类型,简单、直观地实现多级用户授权管理。在专家信息服务网格中,使用AD-RBAC实现网格节点基于虚拟域的服务和数据授权访问,证明了模型的可行性和有效性。

    无线传感器网络节点定位算法
    夏少波1,许娥2
    2010, 40(3):  143-147. 
    摘要 ( 570 )   PDF (391KB) ( 1554 )   收藏
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    针对无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)系统中节点的定位算法问题,提出了基于差分的DV-Hop定位算法,信标节点将测算的位置测定误差作为校正值向四周区域广播,未知节点接收到信标节点的校正信息后,据此修正自身的相对位置测算值,以减少节点定位误差,提高定位算法的精度。仿真测试表明,该算法与普通的DV-Hop算法相比,在定位误差与通信距离的比值等性能指标上得到了明显改善。

    微切削加工Al7050-T7451过程切屑形貌及尺度效应研究
    周军1,2,李剑峰1,2,孙杰1,2
    2010, 40(3):  148-153. 
    摘要 ( 644 )   PDF (2049KB) ( 2004 )   收藏
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    乙酸乙酯生成过程的间歇反应精馏的模拟和优化
    冯震恒,张忠诚
    2010, 40(3):  154-158. 
    摘要 ( 825 )   PDF (688KB) ( 2367 )   收藏
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    为了得到在间歇反应精馏下由乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的最佳工艺条件,根据实验数据,利用化工模拟软件Aspen Plus,采用NRTL(non-random two-liquid)活度系数模型和Hayden-O′Connell气相状态方程,进行了计算机模拟计算和工艺过程优化。优化参数包括回流比、加热温度和乙醇乙酸进料摩尔比。在优化后的最佳工艺条件下,回流比为5.1,加热温度为120℃,乙醇乙酸的进料摩尔比为1.04∶1.00,模拟计算结果显示乙酸乙酯在塔顶的质量分数可以达到82.13%。利用优化后的条件,对实验条件进行改进,塔顶乙酸乙酯的质量分数由原来的79.45%提高到了81.95%,证明了模拟计算和优化的可靠性。