2024年, 第36卷, 第04期　
刊出日期：2025-06-30

  

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  P91耐热钢蠕变孔洞形核的力学机制

  李永奎, 鲁志伟, 武朋达, 程明聪, 陈家伟

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 273-280. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.004

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  采用实验结合晶体塑性有限元的方法对P91耐热钢蠕变孔洞形核力学行为进行研究，分析了蠕变孔洞周围晶粒间的取向差分布，构建了晶体塑性有限元模型，计算了晶粒取向差(8.4°、16.9°、33.6°、50.0°、65.8°和77.1°)对晶界应力场的影响。结果表明：蠕变过程中晶界应力随时间逐渐降低，最大应力所在位置发生变化，这是由于晶粒转动、滑移系开动等多方面因素导致；当晶粒相位角在33.6°～50.0°时，应力集中强度高，EBSD观察支持了这一结果，说明相邻晶粒间取向差影响晶界处应力，其大小的变化证实了蠕变孔洞的形核依赖于相邻晶粒取向差。
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  基于AHP的DRASTIC改进模型在辽源市地下水脆弱性评价中的应用

  王英刚, 岳景鹏, 唐小涵, 王子兴, 赵杨帆

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 281-288. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.006

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  利用AHP及ArcGIS技术对原有DRASTIC模型进行改进，并以辽源市地下水状况为例对地下水脆弱性进行研究，得到了辽源市地下水脆弱性评价结果。结果表明：地下水脆弱性总体呈低脆弱性水平，占60.33%;西北部和东南部脆弱性中等，占17.97%;西部地区及水源地周边脆弱性较高，占21.70%,易遭受污染。改进后的DRASTIC模型更能体现研究区现状，可为辽源市地下水污染防治提供科学依据。
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  改进蚁群算法的AGV自主避障

  苏莹莹, 李志宇

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 289-296+340. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.012

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  针对传统蚁群算法在AGV任务调度效率的不足和避障问题，提出了一种改进的蚁群算法。首先，通过引入路径忙碌值，改进蚁群算法中的路径信息素浓度，提高路径规划解的质量；其次，对启发式的信息素浓度添加随机影响因子，进而提高算法的搜索效率。然后，在改进的蚁群算法基础上，引入路径多次规划参数和工作运行影响参数，并对AGV制定基本调度规则和任务优先级，提出一种综合的避障策略来解决冲突问题。仿真实验结果表明改进的蚁群算法可以评估路径使用率，进而规划最优的路径。在多任务调度效率上有明显优势，并能有效实现自主避障，解决碰撞问题。
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  基于VMD-GA-BiLSTM的月降水量预测方法

  于霞, 宋杰, 段勇, 彭曦霆, 李冰洁

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 297-305. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.008

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  利用辽宁省气象局提供的地面观测降水资料，构建了具有多元时间特征的降水数据，采用变分模态分解方法（variational mode decomposition, VMD）组合遗传算法（genetic algorithm, GA）对双向长短时记忆神经网络（bidirectional long short-term memory, BiLSTM）进行优化，建立基于VMD-GA-BiLSTM的月降水量预测模型，并与BiLSTM、VMD-BiLSTM和GA-BiLSTM进行实验对比，应用均方根误差（root mean square error, RMSE）、平均绝对误差（mean absolute error, MAE）和R²决定系数作为模型评价指标。实验结果表明：VMD-GA-BiLSTM模型的R²决定系数达到0.98,RMSE和MAE表现更低，验证了VMD-GA-BiLSTM模型在时间序列预测方面的优势。
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  一种含扰动离散非线性系统状态观测器的设计方法

  孙延修, 黎虹, 龙佳

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 306-311. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.003

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  针对一类含扰动的非线性离散系统，讨论了系统状态观测器的设计问题，给出了一种离散系统状态观测器的设计方法，并将该方法应用到奇异系统观测器设计中。首先，根据李雅普诺夫稳定性理论，得到离散系统在不含外部扰动下观测器增益矩阵存在的充分条件；其次，考虑到离散系统的扰动项，针对系统中的外部扰动在李雅普诺夫函数设计中纳入性能指标，得到含扰动情况下离散系统观测器增益矩阵存在的充分条件，该方法可以通过设置性能指标减弱扰动对系统状态估计的影响，同时也有利于增益矩阵的设计与求解；最后，将非线性离散系统观测器的设计方法推广到奇异系统中，从而使该方法更具一般性。利用三个数值算例对所提方法进行了检验，仿真结果表明了文中所提方法的可行性与有效性。
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  基于灵敏度分析的污水处理过程状态和参数同时估计

  曾静, 刘宪昶

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 312-320+270+369. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.010

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  针对污水处理过程中当参数添加进原系统作为额外状态使其增广系统不可观的情况，提出了一种基于灵敏度分析的变量选择方法对状态和参数进行同时估计。首先，探究了灵敏度分析与动态系统可观性的相关问题，进而说明如何使用灵敏度分析来选择可以进行同时估计的变量，以确定估计参数集。其次，仿真实验采用扩展卡尔曼滤波算法对污水过程状态与所选可估计参数集进行同时估计，并与未使用灵敏度分析的方案进行比较。仿真结果表明，在增广系统不可观时，使用灵敏度分析可以有效地选择出适合估计的参数集，从而提高估计性能。
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  基于细粒度特征提纯的穿戴目标快速检测方法

  韩晓微, 吴浩铭, 周育竹, 谢英红, 贾旭

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 321-330. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.005

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  为了解决人体穿戴目标的视觉检测中尺寸变化、光线明暗、部分遮挡，尤其是相似目标区分等导致的识别速度慢、抗干扰能力差、误检漏检等问题，提出了一种基于细粒度特征提纯的穿戴目标快速检测方法（fast fine-grained feature with vision transformer, F³ViT）,在CBAM结构中增加跳跃连接，获取具有空间与通道双重特性的特征图，同时保留了更丰富的原始信息；融合自注意力机制和卷积神经网络，提升主干网络对于全局信息的感知；设计了一种有利于多尺寸目标检测的特征金字塔网络，同时提取浅层位置信息和深层语义信息，大幅提高了检测精度。在MS COCO数据集上进行了消融实验，验证了各个模块对网络的影响，同时在对比实验中证明了所提方法具有有效性和先进性。在MS COCO 2017数据集上AP50值达到60.5,AP值达到35.0,检测速度5.7 ms。对比YOLOv5s在精度相似的同时检测速度提高18.6%,算力需求降低33.3%,参数量降低16.7%。本方法在高空安全带数据集上的AP值达到62.5,优于主流深度学习的目标检测方法。
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  基于5G-CV2X的多路口智慧公交绿波通行方法

  马小陆, 徐立伟, 唐得志, 李国强, 齐晶晶, 瞿元

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 331-340. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.009

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  提出了一种基于5G-CV2X的多路口智慧公交绿波通行方法。该方法通过5G-CV2X设备实时采集公交车行驶状态(速度、位置等)、公交车与当前路口的距离、路口位置和红绿灯的相位，云端使用基于遗传的非侵入式信号控制算法对多个路口红绿灯相位时长和公交车车速进行全局优化，然后云端将全局优化后的行车建议速度和指导相位通过5G发送至公交车和信号机，实现多路口绿波通行。实际道路测试验证，该方法能够实现多路口公交快速绿波通行，提升了公交系统的运行效率。
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  大型沉井流塑状粉质黏土地基固结排水分析

  于航, 陈志坚, 王喆

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 341-349. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.007

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  为了探究一种加快沉井地基土体固结排水效率的施工方法及其对沉井结构受力安全性影响，基于南京长江河段某过江通道悬索桥锚碇大型沉井基础，开展实测和数值模拟分析，研究换填沙袋处理配合沉井对角浇筑方法在流塑状粉质黏土地基基础施工过程中的影响。结果表明：在沉井井壁和隔墙底部采取换填沙袋处理后，沉井浇筑和接高施工进度可不受粉质黏土排水固结过程控制，而主要取决于沉井结构混凝土强度的增长情况。换填沙袋地基处理可以提升固结排水效率，但容易出现地基不均匀现象，从而产生沉井结构受力安全性问题。
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  基于CMS-SSA-BP模型的混凝土碳化深度预测性能对比

  陈双赢, 张海君, 张彦飞

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 350-357. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.001

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  为了提高SSA-BP模型的预测准确性，分别使用三类混沌映射序列（CMS）初始化麻雀位置，帮助SSA-BP模型跳出局部极值，从而提高解的质量。利用200组实际混凝土碳化深度试验数据作为运行数据，以黏接剂剂量、粉煤灰置换水平、水胶比、CO₂体积分数、相对湿度、暴露时间作为输入变量，混凝土碳化深度作为输出变量，分别运行2次后得出各项指标数值，对比分析三类CMS-SSA-BP模型各自的优化点。结果表明，经过混沌映射序列（CMS）优化的SSA-BP模型预测性能更佳，其中，Tent-SSA-BP模型的预测精度最佳，Logistic-SSA-BP模型的预测稳定性最佳，Sine-SSA-BP模型的收敛速度最快。
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  充液复杂管道结构损伤程度识别有限元模拟

  王晓初, 曲灵芝, 李赢

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 358-363+368. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.011

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  基于小波包分解法研究充液复杂管道结构损伤程度与损伤指数之间的关系，提出一种针对于充液复杂管道结构的损伤程度识别方法。分别建立相同损伤深度、不同损伤圆心角和不同损伤深度、不同损伤圆心角的充液复杂管道结构模型，研究损伤程度与损伤指数之间的规律。研究发现，当损伤深度为定量时，以损伤面积为变量的损伤程度与损伤指数间呈非线性相关关系，损伤指数随损伤面积的增加而呈先增后减的趋势；当损伤圆心角为定量时，以损伤深度为变量的损伤程度的增加会使得损伤指数值呈先减后增的趋势。结果表明，基于充液复杂管道结构损伤程度与损伤指数之间的关系，可快速实现损伤程度的识别并对损伤程度的发展趋势进行预判。
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  NL-fuzzy拓扑空间中的N-紧性

  王小霞, 高佳欣, 李乔乔

  沈阳大学学报（自然科学版）. 2024, 36(04): 364-368. https://doi.org/10.16103/j.cnki.21-1583/n.2024.04.002

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  利用α-远域族定义了NL-fuzzy拓扑空间中的N-紧性，借助α-分子网，模糊滤子以及模糊滤子基的概念给出其等价刻画。证明了N-紧性具有拓扑不变性以及有限多个N-紧集的并仍为N-紧集等性质。