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World File Search System有限元法
基于有限元的机器学习框架，用于预测分娩过程中盆底肌肉的机械行为
医学界一直致力于深入了解影响全球数百万女性的分娩创伤。母体病变的诊断可能具有挑战性，检查费用也很高。为了更好地理解盆底肌肉 (PFM) 损伤的机制，生物力学模拟可能是一种有价值的工具。然而，利用有限元法 (FEM) 进行模拟可能是一个耗时的过程。为了解决这个问题，本研究旨在通过在 FEM 模拟数据上训练 ML 算法来开发一个机器学习 (ML) 框架，以预测分娩期间 PFM 的压力。为了生成用于 ML 算法训练的数据集，使用不同的材料特性进行分娩模拟以表征 PFM。采用了四种 ML 算法，即随机森林 (RF)、极端梯度提升 (XGBT)、支持向量回归 (SVR) 和人工神经网络 (ANN)，考虑两种情况：(1) 肌肉最大拉伸水平的应力预测，以及 (2) 胎儿下降的多个水平。结果表明，ANN 在前者中表现最佳，平均绝对误差 (MAE) 为 0.191 MPa。在后者中，XGBT 对胎儿下降 20 和 35 毫米的误差较低，MAE 值分别为 0.002 和 0.028 MPa。然而，ANN 对 50 和 65 毫米的预测效果更好，MAE 值分别为 0.214 和 0.187 MPa。本研究首次尝试将基于 FEM 的 ML 算法与分娩模拟结合使用，以在常规临床程序中获得近乎实时的预测。
圆柱形散热器对 LED 应用中热管理的热效应
摘要：发光二极管 (LED) 因其高效的发光效果而越来越多地应用于各种微电子设备。LED 的小型化及其在重量限制内的紧凑型设备集成导致产生过多的热量，而对热量的低效管理可能导致整个系统故障。被动和/或主动散热器用于将热量从系统散发到环境中以提高性能。本研究利用 ANSYS 设计建模器和瞬态热条件来设计和模拟 LED 系统。建模器通过利用有限元法 (FEM) 技术来执行其功能。本研究考虑的 LED 系统由芯片、热界面材料和圆柱形散热器组成。研究中使用的圆柱形散热器 (CHS) 翅片的厚度在 2 毫米到 6 毫米之间，同时确保散热器的质量不超过 100 克。 LED 芯片的输入功率在 4.55 W 和 25.75 W 之间，符合一些原始设备制造商 (OEM) 的要求。进行了网格依赖性研究，以确保结果与实际获得的结果一致。模拟结果表明，额定功率不会影响 CHS 的热阻。此外，热阻随 CHS 翅片厚度的增加而增加。发现散热器的效率随圆柱翅片厚度的增加而增加，计算和模拟热效率之间的精度范围为 84.33% 至 98.80%。显然，如本研究所示，6 毫米厚度的 CHS 翅片比其他 CHS 翅片更高效。
隧道深度对扩增模式的影响...
Fatih Göktepe（主要作者和通讯作者）巴尔廷大学，工程、建筑和设计学院，土木工程系 74110，巴尔廷（土耳其） fgoktepe@bartin.edu.tr 手稿代码：14062 接受/接收日期：2020 年 8 月 13 日/2019 年 10 月 11 日 DOI：10.7764/RDLC.19.2.255 摘要地震引起的地震波的振幅和频率会根据地下的物理特性而改变。进一步的修改是由于地下介质和地震波之间的土壤-结构运动学相互作用。在存在地下结构的情况下，对地面运动和地震波的地下传播的分析需要包括适当的地面输入运动参数。为了确保重要工程结构的保护，并防止地震激发下的环境破坏，需要从波传播问题的角度仔细分析振动的地下结构的动态响应。本研究的目的是使用数值工具评估在考虑隧道-土壤相互作用时放大对自由场运动（包括地下结构）的影响。采用二维有限元法作为数值模型，确定在存在隧道结构的情况下，不同频率的地震激发对表面振动的放大效应。结果表明，地下结构的存在会放大自由场和隧道上的地震振动，具体取决于外部载荷的频率和局部土壤条件。关键词：地震激发、地下结构、隧道-土壤动态相互作用、地震响应、有限元分析、隧道深度、局部土壤条件。
折叠翼扑翼飞行器纵向飞行动力学建模及稳定性分析
扑翼飞行器（flapping Wing Aircraft，简称FWA）是一种折叠机翼的飞行器，通过模仿昆虫、鸟类或蝙蝠等折叠机翼上下扇动来产生升力和推力的飞行器。近年来，仿生扑翼飞行器的研究日益增多，提出了多种结构形式的扑翼飞行器。扑翼飞行器飞行环境与鸟类或大型昆虫相似，如低雷诺数的类流体动力学和非定常气动动力学[1，2]。飞行过程中，扑翼生物的运动学模型通常具有颤振、摆动、扭转和伸展4个自由度[3]。Thielicke[4]研究了不同弯度和厚度的鸟类臂翼和手翼在慢速飞行过程中的气动特性。传统的仿生扑翼飞行器运动学模型只考虑颤振和扭转2个自由度。本文在传统四自由度折叠机翼运动学模型基础上，增加了平面内折叠和非平面折叠两个自由度，采用拟常数模型与考虑洗边效应的初始理论相结合的四自由度运动学模型气动建模方法，通过多刚体有限元法建立纵向动力学模型，采用Floquet-Lyapunov方法分析开环纵向稳定性，采用鲁棒变增益控制方法分析闭环纵向稳定性。
针对水生病原体的 THz 检测优化 PCF 架构：增强水质监测
水生细菌对人体健康构成严重危害，因此需要一种精确的检测方法来识别它们。一种考虑到水生细菌危害的光子晶体光纤传感器已被提出，并且其在 THz 范围内的光学特性已被定量评估。PCF 传感器的设计和检查是在使用“有限元法”(FEM) 方法的程序 Comsol Multiphysics 中计算的。在 3.2 THz 工作频率下，所提出的传感器在所有测试情况下的表现都优于其他传感器，对霍乱弧菌的灵敏度高达 96.78%，对大肠杆菌的灵敏度高达 97.54%，对炭疽芽孢杆菌的灵敏度高达 97.40%。它还具有非常低的 CL，对于霍乱弧菌为 2.095 × 10 −13 dB/cm，对于大肠杆菌为 4.411 × 10 −11 dB/cm，对于炭疽芽孢杆菌为 1.355 × 10 −11 dB/ cm。现有架构有可能高效且可扩展地生产传感器，为商业应用打开大门。创新在于优化结构参数，以提高光纤对细菌存在的敏感性，从而改善太赫兹波和细菌细胞之间的相互作用。它针对细菌大分子吸收峰来提高灵敏度。局部场增强可能来自优化，它将 THz 振动集中在细菌相互作用更多的地方。通过改善散射，结构改变可以帮助通过细菌特征性的散射模式识别细菌。这些改进提高了传感器对痕量细菌的检测。这些因素结合起来可提高传感器对水生细菌的检测能力。在水环境中，这将带来更精确、更高效的检测，有助于实时监测细菌污染。这些发展可能会对公共卫生和水质控制产生重大影响。
实时计算脑电场以实现增强经颅磁刺激神经导航和优化
经颅磁刺激 (TMS) 线圈位置和脉冲波形电流通常用于在目标大脑区域实现指定的电场剂量。通过包括皮质上电场剂量的实时精确分布，可以改进 TMS 神经导航。我们介绍了一种方法并开发了软件来实时计算大脑电场分布，使其易于集成到神经导航中，并具有与一阶有限元法 (FEM) 求解器相同的精度。首先，将头部和允许的线圈位置之间的表面上的白噪声磁流产生的电场的跨度基组 (< 400) 正交化以生成模式。随后，利用互易和惠更斯原理通过 FEM 计算头部和线圈之间的表面上的模式引起的场，这些场与分离表面上的在线（实时）计算的一次场结合使用以评估模式扩展。我们对 8 名受试者的 FEM 和实时计算的 E 场进行了比较分析，使用了两种头部模型类型（SimNIBS 的“headreco”和“mri2mesh”管道）、三种线圈类型（圆形、双锥和 8 字形）和 1000 个线圈位置（48,000 次模拟）。任何线圈位置的实时计算都在 4 毫秒 (ms) 以内，适用于 400 种模式，并且需要 GPU 上不到 4 GB 的内存。我们的解算器能够在 4 毫秒内计算 E 场，使其成为将 E 场信息集成到神经导航系统中的实用方法，而不会对帧生成造成重大开销（分别在 50 毫秒和 20 毫秒内每秒 20 帧和 50 帧）。
功率半导体中的宇宙射线故障
ANITA 来自厚靶的类大气中子 CAL 控制轴向寿命 CIA 电流诱导雪崩 DN 深 N 缓冲层 DUT 被测设备 FEM 有限元法 FIT 及时失效 FWD 续流二极管 IC 集成电路 IGBT 绝缘栅双极晶体管 LANSCE 洛斯阿拉莫斯中子科学中心 LET 线性能量传递 MCNP 蒙特卡罗 N 粒子 MOSFET 金属氧化物半导体场效应晶体管 MTTF 平均故障时间 NPC 中性点钳位 NPT 非击穿 NYC 纽约市 PID 比例 – 积分 – 导数 PSI 保罗谢尔研究所 PT 击穿 PWM 脉冲宽度调制 QARM Qinetic 大气辐射模型 RCNP 核物理研究中心 SEB 单粒子烧毁 TCAD 技术计算机辅助设计 E av 空间平均电场 P f 总设备故障率 P lf 局部设备部分故障率 RB 体区扩展电阻 T 0 温度常数 ti 故障时间 T j 结温 T SUM 器件通量积数量 V aval 雪崩电压 V CE 集电极-发射极电压 V DC 直流电压 V DS 漏源电压 Δ fi 故障通量 A 面积 E 电场 h 高度 i 故障事件总和 r 器件故障数量 Si 硅 SiC 碳化硅 ε 介电常数 λ 故障时间 ρ 净电荷密度 Ω 器件体积
驱动供电中压感应电动机绝缘问题的研究
第 1 章 简介 1 1.1 简介 1 1.2 定子绕组绝缘系统 3 1.2.1 线束和匝绝缘 4 1.2.2 接地壁绝缘系统 5 1.2.3 应力分级系统 7 1.3 PWM-VSC 波形应力 8 1.3.1 非线性电压分布引起的应力 10 1.3.2 电缆长度的影响 12 1.3.3 局部放电 (PD) 侵蚀 13 1.3.4 空间电荷的后果 14 1.4 文献综述 18 1.4.1 电磁线涂层中的空间电荷积累、捕获和电荷注入 18 1.4.2 纳米填充电磁线的性能 20 1.4.3 建模 22 1.4.4 接地壁绝缘的评估 23 1.5 本研究的目的工作和论文组织 25 第 2 章 材料、实验设置和建模 27 2.1 简介 27 2.2 材料 27 2.2.1 磁线基材 27 2.2.2 磁线外涂层纳米填料 28 2.2.3 绝缘试验的匝间样本 31 2.2.4 接地壁测试样品的制备 34 2.3 统计分析 35 2.3.1 威布尔分析 37 2.4 具有匝间应力的系统建模 38 2.4.1 有限元法 (FEM) 39 2.5 固体电介质中存储电荷的表征 40 2.5.1 热刺激去极化电流 (TSDC) 方法 41 2.5.2 存储电荷和捕获能级 43 2.6 实验设置 43 2.6.1 PD 测量 44 2.6.2 使用红外摄像机进行温度测量 46 2.6.3 TSDC 测量 48 2.6.4 脉冲老化测试电路 50 2.6.5 用于表面粗糙度测量的 SEM 和图像工具软件 55
土木工程杂志
混凝土路面已广泛用于机场跑道、滑行道和停机坪的修建。航空业通过开发更长、更宽、更重的飞机以及越来越多的机轮来应对日益增长的航空旅行需求，以支撑地面运行中的飞机。许多研究人员基于有限元法 (FEM) 开发了用于分析接缝混凝土路面的模型。尽管取得了显着的进步，但重要的考虑因素却被忽视了。这些简化可能会影响所开发模型的结果并使其不切实际。本研究进行了敏感性研究，以调查载荷参数对载荷传递效率 (LTE) 指标的影响，其中 LTE 概念是机场设计程序的基础。三维计算模型的开发由一组技术要求指导，所有技术要求均在最终模型中使用有限元代码 ABAQUS (6.13) 得到满足。研究了不同车轮配置下主起落架载荷大小与正负热梯度相结合的影响。介绍了验证过程以增加对模型结果的信心。了解刚性机场路面在这种情况下的响应对于开发新的路面设计程序以及对现有路面实施适当的补救措施非常重要。结果表明，利用动态载荷可以研究路面在不同车轮配置下可能承受的疲劳循环。这样可以检查由于车轮载荷引起的拉伸压缩循环，这可能会降低混凝土的强度，并且比考虑仅在一个方向上施加的静态载荷产生更多的疲劳损伤，即不涉及应力反转。此外，热梯度从正到负的变化显著改变了板的曲率形状。在车轮载荷和正热梯度的组合中发现了应力的临界情况。
驱动供电中压绝缘问题研究...
第 1 章 简介 1 1.1 简介 1 1.2 定子绕组绝缘系统 3 1.2.1 线束和匝绝缘 4 1.2.2 接地壁绝缘系统 5 1.2.3 应力分级系统 7 1.3 PWM-VSC 波形应力 8 1.3.1 非线性电压分布引起的应力 10 1.3.2 电缆长度的影响 12 1.3.3 局部放电 (PD) 侵蚀 13 1.3.4 空间电荷的后果 14 1.4 文献综述 18 1.4.1 电磁线涂层中的空间电荷积累、捕获和电荷注入 18 1.4.2 纳米填充电磁线的性能 20 1.4.3 建模 22 1.4.4 接地壁绝缘的评估 23 1.5 目的本论文的主要内容和论文组织 25 第 2 章 材料、实验装置和建模 27 2.1 简介 27 2.2 材料 27 2.2.1 磁线基材 27 2.2.2 磁线外涂层纳米填料 28 2.2.3 绝缘试验匝间试样 31 2.2.4 接地壁试验样品的制备 34 2.3 统计分析 35 2.3.1 威布尔分析 37 2.4 具有匝间应力的系统建模 38 2.4.1 有限元法 (FEM) 39 2.5 固体电介质中存储电荷的表征 40 2.5.1 热刺激去极化电流 (TSDC) 方法 41 2.5.2 存储电荷和捕获能级 43 2.6 实验装置43 2.6.1 PD 测量 44 2.6.2 使用红外摄像机进行温度测量 46 2.6.3 TSDC 测量 48 2.6.4 脉冲老化测试电路 50 2.6.5 用于表面粗糙度测量的 SEM 和图像工具软件 55