大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2021年第4期

• g-C3N4@N-TNA制备及其光催化降解双酚A应用

  马博雅,孔祥权,李金英,杨春维

  采用电刻蚀-气氛煅烧-浸渍-煅烧法成功制备出g-C3N4负载N掺杂TiO2纳米管阵列(g-C3N4@N-TNA)光催化剂，对其进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线光电子能谱(XPS)、光电分析系统测试表征，并对双酚A(BPA)进行了光降解实验．结果发现，g-C3N4@N-TNA与TiO2纳米管阵列相比，光激发能级从3.03eV下降至2.44eV，瞬时光电流密度从0.17μA·cm-2提高至166.27μA·cm-2，反应80min后BPA完全降解，其降解过程遵循准一级动力学规律．研究还获得了BPA的降解途径，酸性和碱性条件均对BPA的降解起到促进作用．

• 用于盐酸阿霉素增敏的双给药水凝胶体系制备

  刘鸿鑫,张强,程昉,董继程,刘波,朱娇慧

  多药耐药型乳腺癌细胞对抗癌药物盐酸阿霉素(DOX·HCl)敏感性下降，需要设计和制备一种实现抗癌药物增敏的给药体系．提出一种同时负载DOX·HCl和齐墩果酸(OA)的双给药聚乙二醇水凝胶体系．该体系基于具有亲水和疏水性的聚乙二醇水凝胶，实现DOX·HCl和OA的共包封和共释放．两种药物的释放通过氧-迈克尔加成反应和醇修饰来调节．结果表明双给药水凝胶体系具有杀伤多药耐药型乳腺癌细胞株(MCF/MDR)的协同作用，有助于新型给药体系的设计和多药耐药型乳腺癌治疗的临床实践．

• 不同工作模式下激光熔化沉积过程熔池演变数值研究

  刘伟嵬,王怡文,王灏,唐梓珏,张昭

  激光熔化沉积工艺中有连续波(continuouswave，CW)和脉冲波(pulsewave，PW)两种激光模式．基于Fluent针对熔池瞬态运动和传热传质建立了三维对称数值模型，通过求解VOF(volumeoffluid)连续方程追踪沉积层自由表面，分析了不同激光工作模式下熔池的演变过程及上表面波动规律，对熔池尺寸及最大流速、最高温度进行了对比．结果表明：所得模拟结果和实验结果吻合良好．两种激光模式下熔池上表面中部都会经历凹陷-凸起的波动过程，CW模式熔池内部流速变化相比PW模式平稳，后期熔池内部流动呈准稳态，而PW模式下会重复经历熔池形成过程．PW模式下熔池内部最大流速、最高温度呈周期性变化；同时脉冲激光增大了熔池上表面的波动，其上表面波动幅度接近CW模式的1.8倍，而熔池的较大波动可以较好地平衡未熔化的熔渣颗粒．

• 基于CFD的渔船破舱进水时域模拟及破舱稳性和压强分布研究

  于博文,张维英,陈静,于欣,于洋,周俊秋

  沿海渔船的船型瘦小，对于动稳性的变化较为敏感，船体破损后失稳会产生严重的危害，因而近海作业的沿海渔船破舱稳性研究有比较实际的应用价值．运用CFD软件STAR-CCM+，对一艘28.8m长、作业区域为渤海的养殖看护船，进行横浪条件下瞬时非对称进水过程的时域模拟，得到该船破舱进水过程中船舶的六自由度变化以及压力分布．对比该船在3种海况下破损后的物理行为发现，非对称舱进水会在波浪作用下带动船舶产生不同程度的艏摇运动，促使破损船由横波运动向纵波运动转变，基于破损后的运动响应，可以对渔船的舱室分布及对破舱事故后的操纵及减损提供参考意见．

• 散货自动化装船策略设计及算法优化

  袁建明,闫家豪,涂铮,胡志辉

  为实现大宗散货自动化装船，设计一种以平衡装载原则、货物堆积平整度和船舶安全性为基础，利用散货物料堆积特性建立理想锥体模型近似模拟物料平整堆积装船效果，建立散货装船物料堆点布置及对应装载量的自动规划策略，提出一种具有自我影响因子的改进型黄金分割法，快速构建理想平整堆积模型，优化自动规划算法效率，最后通过实验验证自动装船策略规划及算法．结果表明：改进的黄金分割法比传统黄金分割法能够更准确、快速地找到平整堆积模型参数的最优值，优化效果明显；实验测量和算法模型的堆点堆高最大平均相对误差在7%范围内，证明散货装船规划策略在实现散料平整堆积上具有良好的准确性、适用性．

• 输电线路覆冰形状自动识别与参数描述方法

  楼文娟,陈卓夫,王礼祺

  为实现输电线路覆冰形状分类识别和参数化描述的全自动过程，针对现有研究中冰形定义不准确、描述不统一的不足，提出一种基于偏心椭圆方程的常见冰形统一参数描述方法，该方法考虑了覆冰表面不对称性和导线扭转的影响．对于不规则的真实覆冰，建立了冰形自动化识别系统，通过内点法计算最优冰形参数，并采用预先学习的支持向量机模型对识别结果进行评定．选取实际覆冰图像对上述方法进行验证，所得结果表明覆冰重叠率可达90%，能较好地反映导线覆冰截面特征，为输电线路智能运维提供参考．

• 轻骨料混凝土深受弯构件压杆隔离体开裂软化性能试验研究

  张玉，吴涛，王立勋

  完成了11个不同参数的轻骨料混凝土深受弯构件斜压杆隔离体试件轴压性能试验，系统研究了其破坏过程、荷载-位移曲线、破坏形态以及钢筋混凝土应变等；深入分析了压杆腹筋配筋率、高厚比对该类构件有效抗压强度系数及破坏形态的影响；评估了EC2规范、ACI318-19规范、ModelCode2010规范等的拉-压杆模型及学者提出的斜压杆承载力计算模型对该类构件的适用性与准确性．计算结果表明：轻骨料混凝土深受弯构件斜压杆主要发生压杆区破坏和节点区破坏两种破坏形态，随着压杆腹筋配筋率增大，破坏形态逐渐由压杆区破坏向节点区破坏转化，且斜压杆压应力扩散范围逐渐减小；斜压杆试件高厚比减小，试件混凝土有效抗压强度系数增大，尺寸效应明显；基于拉-压杆模型的规范和学者提出的斜压杆承载力计算模型结果与试验结果相比较为保守．

• 基于解剖标志点约束的脑部PET/CT图像图谱配准与脑区分割

  陈朝峰,邱天爽,冯洪波,张延军,王洪凯

  正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(positronemissiontomography/computedtomography，PET/CT)图像在脑部疾病的诊断和治疗中已得到广泛应用．目前的脑部图谱配准方法大多采用全局优化策略，不能精细勾画大脑的解剖感兴趣区域，尤其对于深层脑区的分割精度有限．为此提出了一种结合解剖标志点的PET/CT图像脑区分割方法，将图像灰度特征和局部解剖标志点相结合实现对局部脑区的精确配准，并融合PET和CT两种图像特征进行双模态联合配准．采用针对中国人群的脑部数字解剖图谱作为配准模板，以适应中国人群的脑区形态分布特征．通过20幅临床PET/CT头部图像对比了所提方法和传统的基于灰度的配准方法，结果表明所提方法能获得更加准确的脑区划分，各脑区相似系数(dicesimilaritycoefficient，DSC)为79.91%，平均表面距离(averagesurfacedistance，ASD)达到PET图像的亚像素级精度0.95mm，器官体积恢复系数(recoverycoefficient，RC)接近1．

• 基于GM-HMM的驾驶人疲劳状态检测

  张明恒,刘朝阳,郭政先,万星

  驾驶人状态检测是舱内感知技术(ICS)的重点研究方向之一，其中驾驶疲劳作为交通事故致因的重要组成部分，越来越受到人们的重点关注．驾驶人疲劳检测的本质是通过相关特征对当前驾驶人状态的间接评估过程，其中疲劳状态的标定对构建特征-疲劳状态的映射关系具有重要影响，也是目前相关车载系统研发所面临的共性关键问题．由此，基于脑电(EEG)信号数据和驾驶疲劳的动态生成特性提出了一种高斯混合隐马尔可夫模型(GM-HMM)进行疲劳状态评估，以对相关车载系统研发提供必要的疲劳状态比对参考．实验和对比测试结果表明，所提模型在准确率、灵敏度和特异性方面具有较大优势．

• 基于自适应交互式多模型粒子滤波的分布式说话人跟踪算法

  代金良,陈喆,殷福亮

  针对分布式麦克风网络中的说话人跟踪问题，提出一种自适应交互式多模型粒子滤波算法，以实现复杂环境下对说话人的分布式跟踪．首先，对分布式麦克风网络中的说话人跟踪问题建立状态空间模型，并利用贝叶斯滤波理论求解该问题．然后，将交互式多模型与粒子滤波相结合，提出一种双粒子滤波方法对运动模型的转换概率进行自适应估计，以更好地对多种运动模式的说话人进行跟踪．最后，应用一致性算法对分布式麦克风网络中各节点说话人位置矢量的后验分布进行最优融合，从而可能得到全局的最优估计结果．该算法不要求状态空间模型中运动模型转换概率已知，相比传统IMMPF算法对声源复杂运动具有更好的鲁棒性．仿真实验结果验证了该算法的有效性．

• 基于最近邻区间的不完整基因表达数据多目标聚类算法

  常巧珍,曹隽喆,顾宏,李丹

  针对不完整基因表达数据的聚类问题，提出了一种多目标NSGA-Ⅱ框架下缺失值填补与聚类协同优化的算法．算法根据欧式距离确定不完整基因的近邻基因，以缺失值的最近邻区间为约束，采用混合编码将缺失值填补与聚类中心优化融入NSGA-Ⅱ进化过程，通过将数据集的统计信息与聚类结果共同作为缺失值填补因素，提升不完整基因表达数据的填补准确度及聚类性能．在多个基因表达数据集上的实验结果表明，所提算法得到了更接近真实表达值的填补结果及更紧凑的聚类效果，且聚类结果具有统计显著性．

• 求解具有非精确信息的非光滑凸半无限规划束方法

  吴奇,田琦,庞丽萍

  提出一种邻近束方法来求解带有非精确信息的非光滑凸半无限规划问题．基本思想是通过离散化方法对下水平问题进行近似，然后提出一种新的邻近束方法求解近似问题．收敛性分析中证明了方法的收敛性，并且表明，在适当条件下，迭代点的任何聚点对于原始问题都是可行的．数值实验说明了该方法的有效性．

• 2阶矩阵方幂与交换性

  吴伟才,刘俊吉

  得到了2阶矩阵方幂的显式表达式，并提出了一个数列问题，进一步地给出了2阶矩阵分别为幂零矩阵、广义幂等矩阵、广义幂幺矩阵和广义(r,s)幂等矩阵的充要条件．最后证明了，除了一种特殊的情形，交换律和平方交换律对任意两个2阶矩阵的乘法总是同时成立或不成立的．

• Loewy矩阵与几乎Koszul代数

  罗德仁,吕天星,刘靓

  几乎Koszul代数作为Koszul代数的推广，在代数周期性和分次自入射代数的研究中起到了重要的作用．几乎Koszul代数的刻画是一个复杂的计算问题，而Loewy矩阵为Koszul代数的刻画带来了较为直观的计算方法．通过经典的Loewy矩阵和构造增广Loewy矩阵，利用分次代数分次模的两种不同Loewy维数向量得到了一个分次模成为d-线性模的充分必要条件，并得到了一个有限维分次代数成为几乎Koszul代数的充分必要条件，从而推广郭晋云利用Loewy矩阵刻画Koszul代数的相关结果．