微滴喷射3D打印尺寸建模与数值模拟

形貌尺寸是影响微滴喷射3D打印微结构精度的重要指标,主要受材料自身特性及打印工艺参数的影响,其中打印速度、加速度等为可控工艺参数.本文以微滴喷射打印直线轨迹为研究对象,建立了速度、加速度对打印尺寸及微滴沉积位置的预测模型,并通过数值仿真进行了验证.结果表明,所建模型能对3D打印尺寸及微滴沉积位置进行较为准确的预测,其中尺寸预测精度达6.07%、位置偏差预测精度为2.69%.研究结果可为微滴喷射3D打印尺寸控制提供理论和实际参考.     

基于双目视觉的鱼类游动三维轨迹跟踪

针对鱼类游动三维跟踪问题,提出了一种通过双目视觉对鱼类进行游动空间定位与连续跟踪的方法.在对双目摄像机立体标定及畸变矫正的基础上,通过混合高斯背景建模对游动的鱼进行目标识别、轮廓提取,计算得到鱼在两个摄像机坐标系中的形心,再通过三角测量法将两个摄像机坐标系下对应时刻的形心进行融合,获得该时刻鱼在三维空间的形心坐标,连续测量鱼的动态三维形心坐标序列,即可得到以三维形心度量的鱼的游动轨迹.并通过试验验证了方法的有效性,可为研究鱼类游动行为提供参考.     

动态背景下航道船舶目标检测方法

针对传统图像处理方法在动态背景下检测航道船舶时计算量大、准确率低的问题,设计开发了一种基于深度学习与网络输出后处理算法相结合的航道船舶自动检测方法.该方法利用了在COCO数据集上预训练好的Faster R-CNN网络在自制的数据集上进行fine-tuning操作,并针对网络的输出结果利用经验阈值对不感兴趣的小目标进行过滤,以及利用感兴趣目标在相邻帧间的IoU重合度关系进行目标的跟踪,最后根据跟踪目标的持续时间来判定目标检测结果.实验表明,本文所提供的深度学习方法在MS COCO评估标准下检出的平均准确率达0.804,且经后处理后,误检率下降了43.6%.达到了利用少量自制样本集即可实现利用深度学习方法对航道船舶进行高效检测的效果.     

太阳能板式换热器的脉动流相变传热特性

为了研究脉动流对太阳能板式换热器相变传热特性的影响,对太阳能光热板式换热器建立三流道模型,模拟脉动条件下流道内部流动相变传热过程。结果表明：脉动流动下,波纹流道内漩涡周期性形成和脱落,波纹凹角处流体与主流区流体的掺混增强。与稳态相比,脉动流场传热效果的强化程度随振幅和频率增大而增大。稳态流动气相在凹角和换热壁面上堆积,形成明显的气膜。脉动流动下,随着脉动振幅增大,脉动流场的气相体积先减小后增大,振幅为0.02时到达最小值,随着脉动频率的增加,气相体积的变化幅值开始减小,气相体积均值在逐渐增大。     

应用改进分形几何理论的结合部切向刚度模型

针对现有分形接触理论对2个机械部件粗糙表面相互接触形成的结合部的切向接触刚度分形模型存在违反赫兹法向接触力学的缺陷,以改进分形几何理论为基础、在严格应用赫兹法向接触力学的基础上,推导出结合部总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的分析解。数值仿真表明:结合部的切向接触静弹性刚度随着总法向载荷的增加基本上呈线性增加的态势,随着表面轮廓分形维数的增加而增大,随着分形粗糙度的减小而增大;在恒定法向载荷作用下,最初作用于结合部的切向载荷使得切向接触静弹性刚度最大,该刚度随着切向载荷的增加而减小,随着静摩擦系数的增加而增大;随着法向载荷的增加,法向接触静弹性刚度的增量加大。该结果可为进一步研究粗糙表面的分形特性提供参考。     

点胶微通道结构参数对胶体挤出过程影响规律研究

针对现有研究微量点胶过程中忽略了微通道的入口形状、长度及出口内径结构参数对点胶质量影响的状况,建立了含上述微通道结构参数的微点胶过程模型,通过数值仿真研究了微通道入口收缩角、长度、出口内径对胶体微挤出过程的影响规律．结果表明,这些微通道结构参数的变化会显著地影响胶体通过微通道时的压力、流速,进而影响到周期点胶量．     

基于位平面分解的E∞自动提取去雾算法

如何合理地选取天空区域来获取天空亮度值（E∞）是雾化图像复原中的关键技术问题．本文通过位平面分解法分割天空区域并运用椭圆最小二乘法拟合日周光散射光圈,并自动确定目周光的中心,将中心点的亮度与天空区域平均亮度的加权值作为最终提取的天空亮度值;最后运用大气散射模型对雾天降质图像进行复原．实验结果表明利用自动提取的天空亮度值获得了理想的去雾效果．     

采用俞茂宏统一强度理论求解套管的极限外压强

充分考虑拉压强度比和中间主应力系数,根据俞茂宏统一强度理论推导出在外压强下闭端、开端和平面应变套管弹塑性极限外压强的统一算法。数值仿真显示:随拉压强度比的减小和中间主应力系数的增大,弹性极限外压强增大;开端套管的弹性极限外压强最大,平面应变套管的次之,闭端套管的最小;塑性区的半径随外压强的增大而增大;当外压强增大时,套管由弹性状态进入弹塑性状态,塑性区的半径逐渐从内半径扩展到外半径;塑性极限外压强随拉压强度比的减小而增大;随外内半径比的增大,在同样的统一强度理论参数下,闭端、开端和平面应变的塑性极限外压强之间的差异增大,且塑性极限外压强大于弹性极限外压强;塑性极限外压强的计算值与试验测试值之间的相对误差为-4%~-9%,而国际标准化组织样板数据与试验测试值之间的相对误差为-12%~-25%,美国石油协会推荐数据与试验测试值之间的相对误差为-17%~-30%,表明文中的套管塑性极限外压强公式更接近试验值。     

3D打印工艺参数对组织工程支架微观结构的影响研究

挤出式3D打印是制备组织工程支架的重要技术手段之一.一个性能良好的组织工程支架必须具备小孔隙、高孔隙率的内部微观结构.针对挤出式3D打印支架成形动态过程,建立了打印材料成形过程热-力耦合动力学模型,并通过数值模拟研究了主要打印工艺参数对支架成形的孔隙尺寸、材料重熔特性的影响.结果表明,支架的孔隙尺寸随打印时间间隔和材料粘度的增大而增大,但随基板温度的升高而降低;支架重熔度与孔隙尺寸变化趋势相反;其中材料粘度的变化对成形支架的孔隙尺寸和重熔度的影响最为明显.     

基于清晰度评价的水下退化图像盲复原

针对水下图像信噪比低、图像模糊的特点,开发了一种基于图像清晰度评价的水下图像盲复原算法.在分析水下图像特点的基础上,选取带参数的点扩展函数,结合Lucy-Richardson算法对图像进行复原并获得随参数变化的系列复原图像,进而以最高清晰度为评价指标,确定最优复原效果和参数,获得最高清晰度复原图像.实验证明,该算法获得了比较理想的复原效果.