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无量纲化方法的效用测度及最优无量纲化模型构建
2024年
文章针对数据处理过程中无量纲化方法难以选择的问题,首先,对无量纲化方法的效用进行统计测度,分别用分布特征改变量、变异特征改变量、差异信息损失量及信息损失速率来度量无量纲化方法的负面效用,用拉开档次和区分度来度量无量纲化方法的正面效用,用统计检验来判别无量纲化方法的有效性。其次,以无量纲化有效为约束条件,以负面效用最小或正面效用最大为目标函数,分别构建分布特征损失最小、变异特征损失最小、差异信息量损失最小、信息损失速率最小、拉开档次最高、区分度最高等最优无量纲化模型。最后,利用数值模拟实验来求解最优模型。结果表明,平移尺度或伸缩尺度的微小调整可能会对其效果造成巨大影响,使用时一定要慎重,不能完全凭借个人经验来进行方法选择;通过最优无量纲化模型可实现在消除指标间的量纲差异的同时,最大程度地保护指标内的有用信息,使其不受损失,从而提高数据处理的科学性;无量纲化方法效用的统计检验能在给定的置信水平下,准确判断指标间的量纲差异是否已被消除,防止数据的过度处理。
高晓红李兴奇
Effects of Prandtl and Jacob Numbers and Dimensionless Thermal Conductivity on Velocity Profiles in Media (Porous and Liquid)
2024年
In this present study, we analyzed the effects of Prandtl and Jacob numbers and dimensionless thermal conductivity on the velocity profiles in media (porous and liquid). The transfers in the porous medium and the liquid film are described respectively by the improved Wooding model and the classical boundary layer equations. The mesh of the digital domain is considered uniform in the transverse and longitudinal directions. The advection and diffusion terms are discretized with a back-centered and centered scheme respectively. The coupled systems of algebraic equations thus obtained are solved numerically using an iterative line-by-line relaxation method of the Gauss-Seidel type. The results show that the parameters relating to the thermal problem (the dimensionless thermal conductivity, the Prandtl (Pr) and Jacob (Ja) numbers) have no influence on the dimensionless speed, although the thermal and hydrodynamic problems are coupled. Via the heat balance equation. The results obtained show that the parameters relating to the thermal problem have no influence on the dimensionless speed, although the thermal and hydrodynamic problems are coupled via the heat balance equation. So, at first approximation with the chosen constants, we can solve the hydrodynamic problem independently of the thermal problem.
Momath NdiayeMadialène SeneGoumbo Ndiaye
关键词:CONDENSATION
Data-driven prediction of dimensionless quantities for semi-infinite target penetration by integrating machine-learning and feature selection methods
2024年
This study employs a data-driven methodology that embeds the principle of dimensional invariance into an artificial neural network to automatically identify dominant dimensionless quantities in the penetration of rod projectiles into semi-infinite metal targets from experimental measurements.The derived mathematical expressions of dimensionless quantities are simplified by the examination of the exponent matrix and coupling relationships between feature variables.As a physics-based dimension reduction methodology,this way reduces high-dimensional parameter spaces to descriptions involving only a few physically interpretable dimensionless quantities in penetrating cases.Then the relative importance of various dimensionless feature variables on the penetration efficiencies for four impacting conditions is evaluated through feature selection engineering.The results indicate that the selected critical dimensionless feature variables by this synergistic method,without referring to the complex theoretical equations and aiding in the detailed knowledge of penetration mechanics,are in accordance with those reported in the reference.Lastly,the determined dimensionless quantities can be efficiently applied to conduct semi-empirical analysis for the specific penetrating case,and the reliability of regression functions is validated.
Qingqing ChenXinyu ZhangZhiyong WangJie ZhangZhihua Wang
关键词:PENETRATION
综合评价方法中的最优无量纲化模型研究被引量:1
2024年
针对综合评价过程中无量纲化方法选择盲目性较强的问题,文章首先引入综合评价结果优良性的度量指标,优化综合评价结果稳定性和区分度的度量函数,建立无量纲化有效性的统计检验方法;其次,以无量纲化有效为主要约束条件,分别以稳定性最高、区分度最高以及稳定性和区分度均最高为目标函数构建三类最优无量纲化模型,分析大平移尺度和小平移尺度约束条件对最优无量纲化模型的影响;最后,通过大量的数值模拟实验研究了6种常用综合评价方法中的最优无量纲化模型,并对结果进行深入分析。研究发现,大平移尺度约束下几种综合评价方法中的最优无量纲化结果均不同于现有无量纲化方法,小平移尺度约束下的最优无量纲化与均值化较为接近,但不完全相同;经过不断优化后的稳定性函数和区分度函数能更科学地度量综合评价结果的稳定性和区分度大小,无量纲化有效性的统计检验方法能准确判断指标间的量纲差异是否被有效消除;综合评价方法、目标函数和约束条件不同时所对应的最优无量纲化结果不同。
李兴奇高晓红
关键词:稳定性区分度有效性
无量纲化方法选择及最优无量纲化方法构建被引量:1
2024年
文章针对综合评价过程中无量纲化方法难以选择的问题,首先,基于分布特征不变性和变异特征不变性对无量纲化方法进行初步筛选,结果发现,只有伸缩法能同时保持指标的分布特征和变异特征不变;其次,构建无量纲化有效性的统计检验方法,并检验各种伸缩法的有效性,结果发现,并非所有的伸缩法都能有效消除指标间的量纲差异;然后,建立无量纲化信息损失速率的度量模型,提出无量纲化方法选择的主要步骤,并以无量纲化应在有效消除指标间量纲差异的情况下尽可能减小指标内的信息损失速率为原则,构建一种最优无量纲化模型;最后,通过大量的数值模拟实验来进行无量纲化方法选择,并求解最优无量纲化模型。结果发现,基于以上步骤能更加科学准确地进行无量纲化方法选择;构建的最优无量纲化方法不同于任何一种现有的无量纲化方法,其不仅可以有效消除指标间的量纲差异,而且可以防止对数据的过度处理,造成不必要的信息损失。
高晓红李兴奇
Winkler地基梁动力学系统的无量纲化与参数识别
2024年
为简化Winkler地基梁动力学系统的双参数识别计算,提出一种新无量纲方法,通过对系统时间、空间坐标进行线性变换,实现动力学方程系数的彻底归一化,得到与系统参数解耦的广义频率方程,发现频率、频率比仅由无量纲梁长决定的本质.提出基于频率比互等关系的双参数识别算法,该算法通过对广义频率方程进行一次求解即可在相应边界条件下得到频率、频率比关于无量纲梁长的预解集,在得到该系统任意两阶实测频率后,即可依托于时间、空间还原系数所建立的线性转换关系实现对双系统参数的定解.较之于传统双参数识别算法,该算法具有两个特点:(1)识别计算仅涉及单变量超越方程的求解与线性转换,避免了双参数超越方程组的非线性迭代问题,可使识别计算得到有效简化.(2)任意系统参数值的变化仅影响时空、空间还原系数的大小,预解集具有适用于系统参数值任意变化的一般性,可有效避免因系统参数值改变而导致重复迭代的情况,实现了解的一般化.
郑罡曹和生杜宗松蔡汶秀陈鹏
关键词:WINKLER地基梁动力学系统归一化参数识别
无量纲与SVM的石化机组旋转机械故障诊断方法被引量:1
2024年
针对石化机组旋转机械故障信息存在非线性、重叠性等特点,提出一种无量纲与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的石化机组旋转机械故障诊断方法。首先对采集的振动信号进行分析并将其无量纲化;接着通过特征选择选取高价值与敏感性强的无量纲特征,降低分类模型复杂度并提高算法速度;最后通过选取合适的SVM分类模型进行分类诊断。结合具有无量纲特征的故障敏感性与SVM的非线性分类性进行诊断分类,并通过石化机组故障诊断实验平台进行验证,表明该方法相比于其他经典分类方法分类效果更好,分类正确率为99.1%,证明了方法的有效性。
周凌孟张清华张清华邓飞其孙国玺朱冠华
关键词:故障诊断旋转机械SVM
基于无量纲模型的空地导弹强化学习制导律
2024年
针对空地导弹对地打击的终端角度约束制导问题,提出了一种基于无量纲模型和终端奖励的强化学习末制导方法。首先,基于导弹飞行运动学方程建立了无量纲弹目相对运动模型,降低了强化学习环境状态空间和观测空间规模,有效提高了终端角度约束制导的强化学习网络训练效率;其次,综合考虑终端命中精度和终端攻击角度精度,不依赖过程奖励函数,构建了基于终端奖励的强化学习策略,避免了传统强化学习制导过程中存在的奖励稀疏问题;第三,采用深度确定性策略梯度算法,在典型场景下完成了考虑输入优化的末制导律训练。数学仿真实验表明,所述方法相比现有方法具有更高的命中精度和攻击角度精度,显著降低需用过载,能够有效克服现有强化学习制导方法中存在的计算资源占用高、学习效率低的问题,充分体现了其潜在的应用价值。
黄晓阳周军赵斌许新鹏沈昱恒
基于互无量纲特征与迁移学习的变工况滚动轴承故障诊断
2024年
滚动轴承的可靠性是工业生产连续性与安全性的重要保证之一,但由于其运行环境的高温、高压、高时长特性,振动信号表现出一定的非平稳性与非线性,并且由于故障样本的缺失,基于数据驱动的诊断方法很难进行应用。文中提出一种基于互无量纲特征与迁移学习的变工况滚动轴承故障诊断方法,提取轴承振动互无量纲特征用于解决轴承信息非线性问题;针对故障样本缺失问题,提出一种改进的卷积神经网络迁移模型,将大数据模型迁移到小样本模型中来。通过美国西储大学轴承实验平台的验证所提出的方法平均诊断准确率达到95.9%,为滚动轴承的故障诊断提供一定的理论参考。
苏乃权周凌孟张清华陈钇典刘杨
关键词:滚动轴承故障诊断
基于无量纲化思想的柔性恒压储气装置优化设计
2024年
针对柔性恒压储气装置储能特性与材料变形、结构尺度之间的复杂相关性,提出一种无量纲化的结构改进设计方法,以描述储气装置的压力及能量变化规律。从橡胶的本构模型着手,利用有限元仿真思想研究应变能转换机制,分析结构参数与储能特性之间的关系。搭建储气装置充放气试验台,针对不同结构参数及压力工况,进行储气装置的能量变化规律验证。采用仿真及实验相结合的方式,研究尺度变化对能量特性的影响规律。为优化储气装置结构以及应用方面的研究奠定了理论基础。
边鑫度红望熊伟

相关作者

曾兵
作品数:39被引量:138H指数:6
供职机构:成都理工大学核技术与自动化工程学院
研究主题:天然放射性 工程图学 氡浓度 外照射指数 煤气泄漏
田心
作品数:105被引量:352H指数:10
供职机构:天津医科大学
研究主题:脑电 颞叶癫痫 癫痫 颞叶 工作记忆
徐聪
作品数:87被引量:160H指数:9
供职机构:清华大学
研究主题:动部件 萃取器 四氯化钛 料液 放射性
李国仁
作品数:17被引量:4H指数:1
供职机构:中国科学院高能物理研究所
研究主题:光接收模块 计算机断层扫描 FPGA 选方 光反射
王明时
作品数:220被引量:808H指数:14
供职机构:天津大学精密仪器与光电子工程学院
研究主题:脑电 磁刺激 事件相关电位 睡眠剥夺 睡眠