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航空宇航工程
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  航空宇航工程

  某型号航空发动机风扇机匣优化设计研究

  国强 刘公博 戚光鑫 赵一鉴 邵珠蕾 雷鹏

  2022, 39(2): 7-13.

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  为了研究航空发动机风扇机匣加强筋的分布规律，使得在满足机匣包容要求的情况下获取最大的机匣刚度，同时为了研究在不降低机匣刚度的情况下实现机匣减重，以某型号航空发动机风扇机匣为例，基于OptiStrcut软件，采用形状优化方法，对机匣包容处的加强筋进行位置和形状优化设计，得到最佳的加强筋结构形式。采用拓扑优化的方法得到材料的最佳分布区域，基于以上优化结果，对机匣进行减重设计。通过在机匣上沿纵向开槽去除材料，以及去除无效多余材料的方式，能够在保证结构刚度的同时减轻整个机匣的重量，减重量达到机匣重量的12％左右，为机匣的优化和减重设计提供了新的思路。
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  航空宇航工程

  航空发动机燃油分管断裂故障分析

  田中礼 王少波 曹阳 柴昕 李春野 边际 朱宇

  2022, 39(2): 14-20.

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  某型航空发动机主燃烧室燃油分管锥面接嘴台阶根部在外场试飞过程中发生了断裂故障。为了查明故障原因，提高主燃烧室燃油分管使用可靠性和安全性，对燃油分管故障件进行了故障分析研究。研究结果表明：主燃烧室燃油分管出现断裂的主要原因是装配带来较大的初始应力，在发动机工作中，装配应力和热膨胀应力叠加后导致较大的静应力，随后燃油分管在发动机振动条件下产生疲劳断裂。针对故障原因，制定了结构改进、工艺改进、装配工艺完善等改进措施，降低了装配应力，有效避免了此类故障再次发生，故障归零。
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  航空宇航工程

  多层碳纤维/环氧树脂复合材料热解动力学

  毛俊杰 王志 文放 谢飞

  2022, 39(2): 21-27.

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  摘要：为了探究不同形态T800级多层碳纤维/环氧树脂复合材料的热解特性及热稳定性，利用热重-差热同步分析仪在氮气气氛下分别对块状及粉末状样品进行不同升温速率的程序控温处理，得到了升温速率对两种形态样品质量损失的影响规律，并进行热解动力学分析。结果表明：块状和粉末状样品的热解均只有一个阶段，即环氧树脂在无氧条件下的热解。两种形态样品的初始分解温度、终止分解温度、最大失重速率温度均随着升温速率的提高而升高，热解温度范围变宽，失重速率峰值变大。利用Kissinger分析法和Flynn-wall-Qzawa分析法进行动力学计算，结果基本相同，两种形态样品的表观活化能均随着反应的进行而逐渐增大，反应难度增加；块状样品相比于粉末状样品在热解初期略为稳定，但整体过程两者稳定性基本一致。
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  航空宇航工程

  基于MAC法的空间太阳能电站传感器优化配置与参数辨识

  张宇航 倪智宇

  2022, 39(2): 28-38.

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  针对空间太阳能电站这类具有大尺寸、低刚度、频率密集特点的大型航天结构，研究相应的振动传感器布置问题。基于模态置信法（Modal Assurance Criterion，MAC），参考Fisher信息阵、模态置信度准则等评价指标对这类超大空间结构进行传感器的优化配置，并将该方法与有效独立法（Effective Independence，EI）和模态动能法（Modal Kinetic Energy，MKE）这两种经典的优化配置方法所得的传感器布置方案进行比较，以寻找针对这类大型航天结构的传感器配置问题的最优解决方案。结果证明MAC法计算所得的传感器布点位置与EI和MKE方法相比，拥有更好的模态区分度，并且测点分散，利于减小配置冗余性。此外在仿真计算中还基于上述的优化配置结果，利用特征系统实现方法（Eigensystem Realization Algorithm，ERA）进行模态参数的辨识，计算结果证明基于MAC法所得的传感器布置方案具备良好的参数识别能力，适用于空间太阳能电站参数辨识的输出信号获取。
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  航空宇航工程

  GH536高温合金帽罩翻边成形应力应变数值分析

  蔡晋 杨明 李炆芮 杨踊 石晓东

  2022, 39(2): 39-45.

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  针对GH536高温合金燃烧室帽罩翻边成形难度大、应力应变分布难以控制等问题，进行了翻边成形仿真研究，根据凸模进给速度及摩擦因素的不同，建立了3组翻边成形有限元模型，探究了凸模进给速度及摩擦因素对GH536高温合金帽罩翻边成形应力及塑性应变分布的影响。结果显示，凸模进给速度过高，环形凸起与翻边异形孔连接区域产生较高的应力场均值，帽罩环形凸起区域在异形孔相接区域产生较大的扩孔变形，异形孔间塑性应变较高，变形畸变程度较高，异形孔翻边成形不明显。接触摩擦系数的提高，使异形孔区域周边产生较高的切应力，导致异形孔前缘处于过高的应力状态，引发局部区域产生褶皱等畸变，降低凸模进给速度及摩擦系数可以使应力及应变分布呈下降趋势，变形不均情况减少，翻边成形质量提高。
信息科学与工程
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  信息科学与工程

  一种基于代表参数的图聚类算法

  夏秀峰 方鹏 周大海 安云哲 吴东翰 张学鑫

  2022, 39(2): 46-54.

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  图聚类是图数据管理领域中的一个重要问题。对于给定的图G，图聚类的目标是将图的顶点划到不同的簇中。划分后，同一个簇中顶点间的连接较为紧密，而不同簇中顶点间连接较为松散。由于该问题的重要性，许多学者针对此类问题展开研究。然而，已有研究成果的共性问题是它们需要计算每两个顶点间的相似性，这需要浪费大量计算资源。基于上述问题，本文提出图聚类框架RPGC(Representative Parameter Graph Cluster)避免大量节点间相似性的计算。首先，RPGC使用历史聚类信息创建一组代表性强的参数集H。对于任意历史聚类参数h，RPGC可从历史参数集中找到与之相似程度较高的参数。这样一来，当有新的聚类请求被提交时，RPGC可从H中找到与之相似程度高的历史参数，进而根据基于历史参数得到的聚类结果执行增量计算，实现图的高效聚类。最后，本文利用大量真实数据集和合成数据集对RPGC的高效性进行了验证。
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  信息科学与工程

  基于语义分割及主动轮廓的宫颈细胞实例分割方法

  朱琳琳 杜泓

  2022, 39(2): 55-63.

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  摘要：宫颈细胞图像的分割问题研究对宫颈癌筛查诊断具有重要意义，其中大量的重叠细胞给这项研究带来了巨大挑战。本文针对这一问题提出了新的宫颈细胞实例分割方法，该方法在语义分割的基础上根据先验信息为细胞初始化轮廓并建立能量函数，通过最小化能量函数完成轮廓演化，解决复杂宫颈细胞图像中细胞实例分割问题。首先，改进U-net神经网络，完成宫颈细胞图像精确语义分割，将图像像素分为细胞、细胞核及背景三类；其次，在语义分割的基础上，识别图像中的游离细胞与细胞团块，并直接提取游离细胞的轮廓；最后，对于包含重叠细胞的细胞团块，使用Snake主动轮廓模型完成细胞团块中每个细胞的轮廓提取，实现细胞的实例分割。实验结果表明，本文算法可对包含重叠细胞的宫颈细胞图像进行有效实例分割。
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  信息科学与工程

  基于量子门线路与机器学习协同设计的变分量子神经网络

  穆明 李红杏 戚晗 赵亮 林娜 拱长青

  2022, 39(2): 64-73.

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  量子神经网络(QNN)是一个将传统人工神经网络(ANN)与量子信息和量子计算相结合的研究领域。QNN同时具备两者的优势，对于改进传统ANN的不足，以及从本质上改善神经网络的性能具有重要的理论意义。本文以ANN模型为基础，通过与量子并行计算、量子门线路以及变分量子线路等量子理论与量子力学概念相结合提出了一种优化的变分量子神经网络(VQNN)模型，该模型是由可在噪声中尺度量子(NISQ)设备上运行的量子线路结合机器学习(ML)策略构成的一种量子经典混合计算模型。其中量子线路由两部分组成：量子态编码线路——用于将经典数据编码为量子态数据；变分量子线路(VQC)——学习目标状态并将信息编码到一个真实的量子数据结构之中。最终通过测量VQC量子态输出获得经典概率输出分布，利用经典计算机进行变分量子线路的参数优化处理。这种结构使得VQC与经典ML很容易地融合。进一步，本文探索了使用VQNN来建立基于实际应用的分类器，将其应用在网络攻击检测领域。实验结果表明，对于KDD CUP99数据集， VQNN具有相对较高的检测性能，且均高于其他经典对比检测模型以及量子门线路神经网络模型。此外，该VQNN可以部署在近期绝大多数的NISQ设备中。同时，本文所提出的VQNN是首个可以部署在NISQ中进行网络攻击检测的模型。
管理科学与工程
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  管理科学与工程

  基于DEA的辽宁省“小巨人”企业技术创新效率评价研究

  荆浩 陈思睿

  2022, 39(2): 74-81.

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  本文从宁省2020年评选的专精特新“小巨人”企业中选取35家企业作为研究样本，利用 DEA 模型对不同公司的技术效率、规模效率和综合效率进行考察，研究影响各企业科技创新投入产出效率的关键性因素。从研究结果中总结得出，在各个小巨人企业中科学技术创新的投资规模变化很大，科技创新投入与科技创新输出不完全正相关，整体的科技创新效率都需要改善。最后将样本中DEA有效的企业作为标杆企业进行分析，为辽宁省中小型公司配置科技创新资源，提高资源配置能力，提升科技创新效率提供了有益的理论支撑与策略启示。
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  管理科学与工程

  沈阳市文化产业与旅游产业耦合态势测度与协调类型评估

  陈丹红 孟玉

  2022, 39(2): 82-90.

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  文化产业与旅游产业密切相关。一方面，文化产业推动了旅游产业的再起与创新，促进其提升产品的内涵；另一方面，旅游产业为文化产业的发展提供了数量庞大的消费群体，开拓了巨大的市场空间。本文根据辽宁省统计局及沈阳市统计局数据，采用耦合评价模型进行沈阳市文旅产业耦合态势和协调类型的评估，探讨阻碍沈阳市旅游产业和文化产业耦合发展及整体发展水平的原因，并根据沈阳市文化产业和旅游产业有针对性地提出促进文旅产业高水平耦合发展的建议及措施。
基础科学与工程
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  基础科学与工程

  带有拒绝工件的公共窗口指派单机排序问题

  徐景孝 吕丹阳 王吉波

  2022, 39(2): 91-96.

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  讨论具有工件可拒绝的单机公共窗口指派单机排序问题，其中公共窗口指派指的是公共窗口的开始时间和窗口长度都是决策变量。如果工件在窗口期内完工，将不会产生任何额外的费用，否则工件将会提前或者延误费用。若工件被拒绝，则会产生拒绝费用。目标是确定可加工的工件集、可加工工件集中的工件排列顺序和公共窗口的位置使得排序费用（包括提前、延误与公共窗口指派的费用）和拒绝费用的加权和最小，其中权重只与工件被排在序列中的位置有关，即位置权重。证明此问题是多项式时间可解的，并给出了具体求解算法。