济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2021年第01期

• Schur定理的推广

  为了计算特征0的代数闭域上两两弱交换矩阵线性无关的极大维数,依据分块矩阵理论,采用数学归纳法,得到上三角矩阵空间的弱交换空间的极大维数,并且给出具有极大维数的弱交换空间的一组基底;利用Jacobson弱闭集定理,将一般线性Lie代数的交换子代数或特殊Jordan代数的交换子代数同时上三角化,即在相似意义下,这2种交换子代数的所有矩阵都可以看作上三角矩阵,进而得到2种交换子代数的极大维数。结果表明,Schur关于两两交换矩阵构成的线性空间极大维数的定理得到推广,并且统一得到了有限维交换Lie代数与交换Jordan代数忠实表示的极小维数。

• 超声电机的接触磨损和机械特性

  刘炯,纪跃波

  为了提高超声电机定子和转子接触性能,建立行波型超声电机有限元三维接触模型,通过在定子中性面施加行波运动方程,分析电机在空载和施加一定转矩工作时接触面质点沿径向滑移和周向滑移的大小,观察接触应力在接触面沿径向和周向分布情况,并分析在接触面不同载荷时驱动区域和阻碍转动区域的分布,提出新型摩擦层结构。结果表明:空载时接触面滑移主要形式为径向滑移,随着载荷的增加,接触面周向滑移变大;空载时接触面定、转子摩擦损耗主要为径向磨损,转矩增大并且周向摩擦损耗变大,新型摩擦层使定子和转子接触传动区域沿径向均匀分布。

• 提升机大厅层楼面的等效均布活荷载计算

  为了确定大直径提升机楼面均布活荷载取值,根据板内分布弯矩等效的原则对提升机大厅层楼面活荷载进行等效均布换算,通过采用ANSYS有限元软件建立有限元模型,考虑提升机设备在常见单向板和双向板上的最不利布置情况,对不同尺寸的单向板和双向板的最大弯矩和等效均布活荷载进行计算,运用矩估计法和线性回归法对直径为4.5、 5.0 m的提升机楼面均布活荷载标准值进行推断并对比2种方法。结果表明:提升机大厅层楼面等效活荷载值随着板跨的增大而减小;结合国家标准,建议采用在置信度为0.60、保证率为0.90时线性回归法推断出的30 kN/m~2作为直径为4.5、 5.0 m的提升机大厅层楼面均布活荷载标准值,并对相关系数的取值提出建议。

• 智能磁-率控式阻尼器的设计与仿真

  朱少杰,于国军,杜成斌,王凌云,黄俊驰

  为了解决建筑结构振动的问题,基于磁流变-剪切增稠材料设计一种智能磁-率控式阻尼器;通过对阻尼器的阻尼力模型进行研究,结合磁流变-剪切增稠材料的磁流变特性和剪切增稠特性,设计智能磁-率控式阻尼器的结构形式和磁路结构。结果表明:主、副缸筒内填充磁流变-剪切增稠液具有磁敏和率敏双重特性;主活塞采用双层活塞杆实现永磁磁场可调,无需外部能源,以适应高频冲击荷载;副活塞采用励磁线圈实现阻尼连续可变,以适应不同振动激励频率的环境;通过建立智能磁-率控式阻尼器的力学模型,确定了设计阻尼器的参数;从智能磁-率控式阻尼器的力学模型得到的理论结果与有限元仿真的结果基本一致,表明阻尼器的设计是可行和合理的。

• 混杂纤维增强高韧性水泥基复合材料的拉伸性能

  许子龙,谢群

  在聚乙烯纤维体积分数固定为1%的情况下,分别对掺入体积分数为0、 0.3%、 0.6%和0.9%的钢纤维的试件进行直接拉伸试验,研究钢纤维掺量对高韧性水泥基复合材料直接拉伸性能的影响。结果表明,钢纤维的掺入可以有效增大试件的初裂拉力和极限拉力,与不掺钢纤维的试件相比,钢纤维体积分数为0.3%、 0.6%、 0.9%的试件的初裂应力分别增大45.19%、 80.28%、 96.15%,极限应力分别增大33.97%、 27.99%、 8.85%,拉伸应变分别减小50.81%、 23.47%、 32.39%,但仍然具有较好的延性。

• 含风电的综合能源系统源-荷滚动优化调度模型

  郑志杰,吴奎华,綦陆杰,王延朔,梁荣,李凯

  为了有效解决综合能源系统对强间歇性风电消纳能力较弱的问题,提出含风电的综合能源系统源-荷协同滚动优化调度方法;应用场景树分析法对综合能源系统中负荷需求响应与风电消纳等源-荷多不确定性进行定量分析;以综合能源系统运行成本最低为优化目标,构建含风电的综合能源系统源-荷协同优化调度模型,并采用滚动优化方法对模型进行求解。仿真结果表明,所提出的方法可有效提高综合能源系统风电消纳率,减少负荷峰谷差,改善系统的经济性。

• 考虑价格激励的电动汽车最优有序充放电策略

  张帅,孟祥鹤,葛磊蛟,方磊,白星振,石瑶

  针对电动汽车的无序充放电操作给配电网造成电压、谐波等诸多问题,提出一种考虑价格激励的电动汽车最优有序充放电策略;首先,考虑峰谷电价差,从电价成本角度对电动汽车充电和放电的电价上、下限进行定量分析;其次,考虑电网稳定性以及不同时段内用户进行充放电的成本与收益,将峰谷差率最小和用户日平均充电成本最小作为优化目标,构建考虑价格激励的最优有序充放电时序控制策略模型,并应用非支配排序遗传算法对目标函数进行求解;最后,对典型案例进行求解分析。结果表明,所提出的最优有序充放电策略能够对电动汽车用户的充放电时段进行合理调整,减小配电网负荷峰谷差率,提高用户的经济效益。

• 中国能耗的时空演化及其影响因素

  王瑞莉,王成新,薛明月,唐永超

  以2000—2017年中国能耗数据为基础,从能耗总量、能耗结构、能耗强度3个方面分析中国能耗的发展演化特征,并应用灰色模型对中国能耗未来趋势进行预测;选取2005、 2010、 2015、 2017年作为时间截面,采用主成分分析法对中国30个省、市(区)的综合能耗水平进行评价,并借助地理探测器对能耗区域空间差异的影响因素进行测度。结果表明:近年来中国能耗增速有所回升,能耗结构性矛盾日益突出,能耗强度持续降低;各年份地区能耗水平空间分布特征各异,总体呈现出"高能耗区环带集聚—条带集聚—区域能耗水平均衡化"的空间分布态势;人口规模、科技创新水平对能耗总量的区域差异具有显著影响效应,并且人口规模的影响作用大于科技创新水平的,各因素影响力由大到小的排序为科技创新水平、对外贸易水平、居民消费水平、产业结构。

• 不同水肥措施对位山灌区冬小麦生长及产量的影响

  为了探究位山灌区冬小麦合理的水肥管理措施,采用田间试验的方法,研究冬小麦关键生育期不同灌水量与施氮量对冬小麦生长和产量指标株高、穗长、穗粒数、千粒质量的影响。结果表明:施肥量通过影响穗数及穗粒数影响冬小麦最终产量,灌溉量通过影响籽粒质量影响冬小麦最终产量;水肥互作效应下,灌溉量对冬小麦产量的影响比施肥量更明显;连续3 a的试验结果显示,灌水定额为675 m~3/hm~2、施氮量为198 kg/hm~2的水肥措施有利于当地冬小麦的生长发育及增产。

• 典型喀斯特山地城市不透水面时空格局

  母浩江,崔文刚,鲁霞

  以贵阳市主城区为研究区,利用基于植被覆盖度提取法和线性光谱混合分析法分别提取研究区不透水面信息;通过精度对比,选用最优方法提取研究区1996、 2007、 2017年的不透水面信息,并结合标准差椭圆法和相关扩展指标探讨不透水面的时空演变。结果表明:在喀斯特地区利用线性光谱混合分析法提取不透水面信息效果较好;1996—2017年间研究区不透水面的空间分布趋势经历了从西南—东北分布变化为正北—正南分布,再变化为西南—东北分布的过程;不透水面扩展模式前期主要以单级为核心向四周发散,随时间推移转变为多中心扩展,并伴随大量"飞地"的出现。

• 基于云计算的社交网络安全隐私数据融合方法

  针对现有数据融合方法存在融合精度低、数据完整性差等问题,提出基于云计算的社交网络安全隐私数据融合方法;首先利用敏感信息过滤模型进行社交网络参与者个人隐私数据过滤,然后通过k匿名技术对过滤出的隐私数据进行保护处理,利用k均值聚类算法对个人隐私数据进行聚类,最后使用决策树构建数据融合模型,实现数据融合。仿真测试结果表明:与基于加权平均法、卡尔曼滤波法、Dempster-Shafer证据推理的3种数据融合方法相比,所提出方法的融合精度和数据完整性都得到了优化。

• 改进的k最邻近算法在海量数据挖掘中的应用

  黄文秀,唐超尘,神显豪,周术诚

  为了提高数据挖掘的效率与准确性,将k最邻近算法与样本均衡策略相结合,在海量数据挖掘中进行应用;首先对样本集文本进行分析,找出样本领域的密集分布区域,对样本密集区域进行有效裁剪优化,实现样本分布均衡,然后对经过样本均衡处理的数据样本执行传统k最邻近算法,根据权重获得分类结果,最后对不同k值的k最邻近算法进行实例仿真。结果表明,在相同的数据样本环境中,相比于其他分类算法,采用改进的k最邻近算法的分类准确度和分类效率更高。

• 基于稀疏正则化和渐近边界假设的运动模糊图像盲复原

  龚平,贺杰,a,刘娜,卢振坤

  为了复原因相机抖动而产生的运动模糊图像,提出基于L_p范数和全变分范数的正则化盲复原方法;首先,基于模糊图像的梯度稀疏性建立L_p范数正则化模型,利用全变分范数保持图像的结构信息;然后,根据模糊核稀疏性的先验知识建立模糊核的盲估计模型;最后,提出一种渐近边界假设条件对模糊图像进行扩展以抑制振铃,并通过交替最小化方法分别求解清晰图像和模糊核的估计值。结果表明,所提出的方法简单、可行,具有更好的图像复原效果。

• 基于最小规则自组织映射的入侵检测算法

  张亦辉,刘振栋,单东方

  为了解决入侵检测模型中海量数据处理问题,降低计算复杂度,提高检测精度,提出基于最小规则自组织映射的入侵检测算法;通过在真实的入侵检测数据集上进行仿真实验,将该算法与普通椭圆补丁算法、简单矩形补丁算法以及决策树算法进行对比。结果表明,该算法在检测精度、稳定性和计算时间方面优于对比算法,验证了该算法的有效性。

• 均衡特征的动态视频水印算法

  郑秋梅,杨亚男,王风华,林超,曹学文

  针对现有视频水印算法大多性能单一,无法兼顾不可见性、鲁棒性和水印容量等问题,提出一种均衡特征的动态视频水印算法;首先,利用颜色直方图差值法从视频序列中提取关键帧;其次,对关键帧和水印图像分别进行非下采样Contourlet变换、离散余弦变换以及离散平稳小波变换;最后,利用伪随机生成器随机生成水印嵌入块,在确定嵌入因子后,利用加性准则将水印信息自适应嵌入到动态块的低频子带系数,实现水印的嵌入。结果表明,该算法在保证水印不可见的前提下,不仅提高了水印的嵌入容量,而且对抵抗常见时、空域攻击具有较好的鲁棒性。