气候变化下连香树潜在适生区的时空动态
[期刊论文]位伟强,郭琪,段祥光-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:连香树(Cercidiphyllum japonicum)作为第三纪孑遗植物,具有重要的生态与科研价值,但其天然更新困难,濒危现状亟待保护.本研究基于MaxEnt模型,结合75条连香树分布点记录及19个生物气候变量,预测未来连香树的潜在分布格局,并分析气候变化对其生境的影响.结果表明:MaxEnt模型预测精度优异(AUC=0.986),最暖季降水(Bio18)、季节性温度(Bio4)和季节性降水(Bio15)是影响分布的主导因子.当前连香树适生区集中于中国中南部(22.0°~34.3°N,98.3°~121.6°E),总面积约3.12×106 km2,高适生区占比33.65%.未来气候情景下(RCP2.6与RCP8.5),适生区面积持续缩减(最高减少10.58%),分布中心向东南迁移,高适生区面积显著萎缩.本研究为连香树的生境保护与气候变化适应性管理提供了科学依据,建议优先加强东南沿海潜在新增适生区的保护,并优化现有保护地管理策略.

气候变化潜在分布MaxEnt模型保护策略连香树
基于空气回热的闭式热泵干燥系统性能研究
[期刊论文]梁坤峰,赵一宸,陈浩远 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:设计了一种基于空气回热的闭式热泵干燥系统,为了提高系统烘干性能,研究了烘干过程中的可调控参数,通过多组实验分析旁通比、干燥室温度和循环风速对回热系统的具体影响,并与无回热系统进行性能对比.实验结果表明:旁通比、干燥室温度和循环风速都存在最佳值,3种影响因素使回热系统的单位除湿能耗比(SMER)提升5.57%~37.40%;相较于无回热系统,回热系统在优化后的SMER提升7.71%~22.78%.

闭式热泵干燥SMER回热旁通比
面向工业数字孪生的自适应联邦桶化决策树算法
[期刊论文]孙士保,赵一凡,赵鹏程 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:工业数字孪生中物理设备与孪生体间精准建模需要同步海量感知数据,导致虚实映射实时性难以保障.针对该问题,提出一种适用于数字孪生的4层双向闭环架构,包含设备层-联邦层-云层-应用层.基于该架构,采用一种基于直方图增益的分布式联邦桶化决策树算法实现全局聚合.此外,设计自适应重分配梯度权重的剪枝算法加速模型收敛.多组实验结果表明,联邦聚合模型相较于基线方法准确率提升10%,11%,22%;收敛性提高15%,20%,27%;并且在最差信道环境下的额外通信开销可控制在300 mJ以内.

工业物联网数字孪生联邦学习桶化决策树
复合材料损伤位置监测新方法及损伤扩展研究
[期刊论文]许龙涛,张尧,周志伟 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:针对典型船用复合材料结构的损伤监测问题,提出了一种复合材料损伤位置监测新方法,并构建了静力加载载荷和损伤扩展系数的关系.针对损伤位置监测,基于信号频谱和相关系数,提出了一种基于贝叶斯的损伤概率成像方法,并提出了多频率加权的损伤成像更新方法.针对损伤扩展研究,根据超声导波信号的时域信号特征和双曲正切函数构建了 3种损伤扩展系数,获得了不同静力加载载荷下的损伤扩展系数.实验结果表明,基于贝叶斯的损伤概率成像方法可以实现损伤位置的精确定位;损伤扩展系数随载荷增加的变化规律,为典型复合材料结构的损伤扩展提供了技术支持.

复合材料超声导波损伤定位贝叶斯损伤扩展
燃料电池用空压机驱动电机电磁热分析与冷却系统优化
[期刊论文]李民,李阳阳,范晨阳 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:针对燃料电池用空压机电机机壳水冷流道进行设计与分析.首先,使用Motor-CAD软件进行电磁仿真,确定热源及其发热功率.依据发热功率确定冷却液流量,计算了气隙和电机主要接触面的对流换热系数.使用ANSYS-Fluent软件建立了螺旋流道水冷电机的流固耦合模型,使用PT100热电阻温度传感器测得电机内部温度,对端部绕组处的温度进行了验证.对原设计流道在正常温度工况(冷却液温度75 ℃左右)和高温极限工况(冷却液温度85℃左右)下进行电机温升评估,发现在正常温度工况下,原设计流道可以保证电机正常工作要求,但在高温极限工况下,原流道设计会使得电机右侧端部绕组存在局部过热,超出H级绝缘电机温升限值125.00 K.提出了流道优化方案,通过减缓流道截面积增大的速度,减缓流体流速的下降速率.与原设计流道相比,优化后的流道使得局部过热部位的冷却流体流速增大,这增强了冷却液与电机的换热效果.仿真结果表明:在高温极限工况,优化后流道的截面变化率更小,流速下降平缓,优化后流道内壁面温度由356.50 K下降至354.85 K,端部绕组的局部热点最高温度由433.09 K降至422.92 K.与原设计方案相比,优化后的端部绕组局部热点温度降低了 10.17 K,温升为124.92 K,低于温升限值125.00 K,流道冷却效果明显优化.

空压机流道流固耦合磁热分析
基于连续综合可变时距模型的跟车优化控制
[期刊论文]付主木,陈军,陶发展 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:针对单一可变时距模型(VTH)难以在长距离范围内同时满足定速巡航、变速跟车等问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的连续综合可变时距模型(CSVTH).首先,设计一种融合3种单一 VTH模型优点的CSVTH来计算跟车的安全时距,通过过渡函数在不同VTH模型之间的连续转换实现多场景的VTH计算,并获取合理的跟车距离.其次,通过自适应惯性权重和学习权重对粒子群算法进行改进,并对CSVTH模型的斜率参数进行了优化.最后,构建了 Simulink-Carsim跟车仿真环境.仿真结果表明,和非优化的CSVTH模型相比,经过优化的CSVTH模型在3种跟车场景中将油耗降低了 4.4%,舒适度提升了 6.4%,跟车误差降低了 5.3%.

自适应巡航跟车控制可变时距模型粒子群优化算法模型预测控制
不同土质过渡区路基沉降数值模拟分析
[期刊论文]海然,任文凤,崔力 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:在公路工程中,不同土质过渡区因地质条件突变导致的路基不均匀沉降问题日益突出,针对这一问题,以某跨岩质与沙土过渡区公路工程为背景,基于有限差分方法,建立分层填筑数值模型,分析岩石与沙土路基的沉降规律及应力集中效应.研究结果表明:岩石路段的路基沉降较小,最大沉降量为2 cm,而沙土路段的路基沉降较大,最大沉降量达到15 cm.在岩石和沙土过渡区域,由于土质性质的突变,出现了明显的应力集中现象,最大沉降梯度达1.2 cm/m,远超规范允许值.施工顺序和边端效应对上层路基的沉降和应力分布有显著影响.基于研究结果,提出了针对不同土质过渡区路基沉降问题的改进建议,包括设置梯度过渡层、优化填筑顺序和采用土工格栅加固等措施,可降低沉降差至规范允许范围内(<5 cm).研究结论可为类似工程的设计与施工提供理论依据和技术支持,有效降低不同土质过渡区路基的沉降差异,确保路基的稳定性和行车安全.

复杂地质过渡区路基沉降不均匀数值模拟
低空智融网络可靠传输基础研究
[期刊论文]张雪,邓君,刘明远 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:低空智联网是推动低空经济和空中交通智能化的核心驱动力.然而,当前低空智联网的通信技术仍面临协同能力弱与传输可靠性不足等突出问题,严重制约了其在复杂弱网场景下的业务支撑能力.针对上述挑战,提出低空智融通信架构,纵向分为融合网络层、资源适配层与低空服务层3层,并设计跨网协同传输、多径灵活调度、编码冗余增强以及隐蔽信道传输等核心技术,旨在通过架构创新与技术融合,全面提升低空智联网的传输效率与可靠保障能力.实验结果表明,所提方案有效传输速率较单路传输提升至少1倍,网络编码译码成功率较传统方法平均提升11.05%,隐蔽信道传输正确率较传统算法提升了至少10%.

低空智联网跨网协同多径传输网络编码隐蔽信道
基于NRBO-XGBoost和ABKDE融合可解释模型的TBM掘进速度预测
[期刊论文]杨腾杰,高新强,杨志国 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2025年4期

摘要:精准可靠的隧道掘进机(TBM)掘进速度预测对于提升施工效率、保障施工安全具有重要工程价值.针对现有TBM掘进速度预测模型精度较差和对施工时不确定性考虑不足的局限,提出了一种基于机器学习的可解释性TBM掘进速度区间预测方法.首先,收集国内多组TBM隧道工程数据,选取岩石单轴抗压强度(UCS)、岩体完整性系数(Kv)、推力(TF)与刀盘转速(RPM)作为输入特征,构建基于牛顿拉弗森优化(NRBO)算法与交叉验证策略协同优化的极端梯度提升(XGBoost)点预测模型,并引入可解释性(SHAP)框架解析特征参数对预测结果的贡献度.进而,采用自适应带宽核密度估计(ABKDE)方法对点预测结果进行不确定性量化,实现掘进速度的区间预测.最后,通过伊朗克尔曼输水隧洞工程案例验证模型有效性.研究结果表明:与未采用NRBO算法的XGBoost模型相比,NRBO-XGBoost模型的预测误差均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别降低了 13.9%、19.1%和0.7%,决定系数R2提高了0.015 1;特征重要性排序为 UCS(0.415 6)>TF(0.155 4)>RPM(0.104 5)>Kv(0.004 7),揭示岩石强度为掘进速度的主导影响因素;所提模型在区间预测性能上超越了自适应提升(AdaBoost)和随机森林(RF)模型,NRBO-XGBoost、AdaBoost和RF模型的预测区间覆盖概率(PICP)分别达到92.1%、88.4%和90.2%,具备更优的不确定性量化能力;工程实例验证中,点预测R2达0.967 6且预测区间完全覆盖实测值,证实模型具有良好工程适用性.

隧道掘进机掘进速度区间预测融合模型机器学习NRBO算法可解释性
一种基于神经网络的机器人路径规划算法
[期刊论文]禹建丽,李晓燕,王跃明 等-《洛阳工学院学报(自然科学版)》2001年1期

摘要:研究已知障碍物形状和位置环境下的全局路径规划问题。给出了一个路径规划算法,其能量函数的定义利用神经网络结构,根据路径点位于障碍物内外的不同位置选取不同的动态运动方程。规划出的路径达到了折线形的最短无碰路径。仿真研究表明,本文提出的算法计算简单,收敛速度快,方法可行。

神经网络全局路径规划能量函数机器人
被引:143
吸波材料的研究现状与进展

摘要:吸波材料是一种重要的军事隐身材料和民用防护材料,其机理本质上是电磁波与物质的相互作用,由电磁损耗机制可分为三种类型,即电阻型、电介质型和磁介质型.本文从这三种类型的不同机理出发,分别论述了碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉的研究现状和发展趋势,较为详细地介绍了新型纳米材料的性质和在吸波方面的机理、应用,并对其它新型吸波材料的研究现状也有论述,最后对吸波材料的应用前景进行了展望.

吸波材料电磁波纳米材料
被引:138
系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向
[期刊论文]钟永光,钱颖,于庆东 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2006年4期

摘要:回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述.最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向.

系统动力学项目管理学习型组织物流
被引:136
镁合金材料的研究进展与发展趋势
[期刊论文]周惦武,庄厚龙,刘金水 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2004年3期

摘要:比较系统地综述了镁合金材料的研究开发概况、熔炼技术与铸造成型技术,分析了几种新型镁合金材料存在的主要问题,并指出了超塑性镁基合金、镁基大块非晶、镁基复合材料以及镁基贮氢材料是开发镁合金材料潜在性能的发展趋势.

镁合金成型铸造合金变形合金
被引:116
二值图像目标邻域点法边界跟踪算法
[期刊论文]崔凤魁,张丰收,白露 等-《洛阳工学院学报(自然科学版)》2001年1期

摘要:分析了二值图像识别中常用的轮廓跟踪算法,并指出其缺点。在提出目标邻域点概念的基础上,提供一种对二值图像中的对象物轮廓的智能跟踪法,并给出了具体算法步骤。实验结果表明该算法速度快、轮廓识别准确。为准确得到二值图像中的对象物提供了一种简捷的方法。

二值图像目标邻域点边界智能跟踪
被引:106
MPU9250传感器的姿态检测与数据融合
[期刊论文]刘春阳,徐军领,程洪涛 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2015年4期

摘要:设计了基于MPU9250多轴姿态传感器和MSP430F149单片机的姿态检测系统.利用传感器内部的陀螺仪、加速度计和电子罗盘,可以对3个轴的角速度、加速度、磁感应强度进行测量,进而解算成角度姿态.利用优化的卡尔曼滤波算法对解算的姿态角度进行了融合处理,融合后的数据有效地抑制了噪声,提高了角度姿态检测的准确性.设计的姿态检测系统每秒钟可以完成100次姿态检测与计算,具有体积小、响应快等特点,并应用于自平衡小车的姿态检测.

姿态检测卡尔曼滤波陀螺仪加速度计电子罗盘
被引:100
混凝土本构关系研究现状及发展
[期刊论文]刘小敏,王华,杨萌 等-《河南科技大学学报(自然科学版)》2004年5期

摘要:对混凝土本构关系模型,从新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响和在特定环境下混凝土本构关系的新成果两个角度来评析混凝土本构关系研究的发展.指出为了适应混凝土的复杂加载和破坏的特点,将多种模式组合,如塑性断裂、粘弹塑性、塑性损伤、内时塑性、内时损伤等理论交叉将会得到进一步加强.此外,有关动力分析、随机因素的本构关系值得深入的探讨.

混凝土本构关系损耗断裂
被引:96
国内外油气管道腐蚀及防护技术研究现状及进展
[期刊论文]胡鹏飞,文九巴,李全安-《河南科技大学学报(自然科学版)》2003年2期

摘要:我国大多数油田含有CO2、H2S等腐蚀性气体,CO2、H2S腐蚀是井下油气管的主要腐蚀类型.本文简要综述了CO2、H2S腐蚀机理和影响因素,并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层油管、普通碳钢管材、耐蚀合金钢管材、玻璃钢和塑料管材、阴极保护几种国内外常用的防腐措施,并指出镀铝钢在油气管道上的应用将是非常广阔的.

管道防护腐蚀速度
被引:89
波纹管的发展与应用
[期刊论文]马伟,李德雨,钟玉平-《河南科技大学学报(自然科学版)》2004年4期

摘要:回顾了波纹管的发展历史,评述了波纹管的静力和动力特性以及隔振降噪性能等方面的研究工作.对波纹管在工程设计和理论研究中的一些主要成果作了较详细的总结, 指出了现存的主要问题,展望了未来的发展方向.

波纹管发展应用有限元分析
被引:85