东北大学学报（自然科学版）

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支持缓存划分的全局EDF实时系统调度策略

林宇晗，严健，王侃侃，邓庆绪

2021, 42 (12): 1673-1680. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.001

摘要 ( 741 )

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PDF(484KB) ( 393 )

由于多核处理器争用共享缓存导致的不确定性为实时系统带来极大的挑战.为解决这个问题，现代处理器引入了缓存划分技术，通过隔离处理器核对缓存的访问从而提高了时间可预测性.但是，这种隔离技术可能导致实时任务因缓存分区的数量不足而被阻塞，而传统的实时调度算法与分析方法无法有效应对这种情况.因此，提出了支持缓存划分的可抢占全局最早截止期优先(EDF)实时调度算法gEDFca，并结合最新的缓存敏感调度理论针对这种调度算法进行了可调度性分析，提出了一种基于线性规划的可调度性判定条件.还提出了一种具有线性时间复杂度的优化算法，进一步提高了分析方法的性能.随机生成任务的仿真实验表明，提出的可调度性判定方法具有较高的效率.同时，优化算法提高了算法可调度性.

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基于图注意力网络的案件罪名预测方法:CP-GAT

赵琪珲，李大鹏，高天寒，闻英友

2021, 42 (12): 1681-1687. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.002

摘要 ( 754 )

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PDF(776KB) ( 506 )

案件罪名预测任务是基于文本数据去预测案件所属罪名.针对现有方法在相似罪名和长尾数据集上表现不佳的问题，提出了一种基于图注意力网络的案件罪名预测方法CP-GAT(charge prediction based on graph attention network).该方法首先使用司法文书数据集中的案例事件描述文本和案例对应的法条信息建立异质图结构数据，构建后的异质图包含两种类型的节点(词节点、案例节点)，两种类型的边(词节点与词节点相连的边，词节点与案例节点相连的边).在基于法律文本构建后的异质图上使用图注意力网络进行图特征提取，最后将得到的特征向量输入到罪名预测的分类器中，得到案例所属的罪名.在CAIL2018法律数据集上的实验结果表明，基于图注意力网络的罪名预测方法优于对比实验使用的方法，准确率和宏观F1值分别达到了95.2%和66.1，验证了提出的方法有利于提升案件罪名预测任务的性能.

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基于LightGBM的特征选择算法

李占山，姚鑫，刘兆赓，张家晨

2021, 42 (12): 1688-1695. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.003

摘要 ( 2866 )

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PDF(419KB) ( 7593 )

为解决过滤式和基于演化学习的包裹式两类特征选择算法的缺陷，提出一种新型包裹式特征选择算法LGBFS(LightGBM feature selection).首先引入LightGBM对原始特征构建迭代提升树模型并对特征重要度进行度量;随后结合提出的LR序列前向搜索策略LRSFFS对特征进行选择;最后将所提出算法与9种对比算法在21个标准数据集上进行对比，结果显示LGBFS在21个标准数据集中的16个取得最优分类精度、18个取得最优维度缩减率和最优CPU运行时间.还进行了时间复杂度分析与显著性检验，检验表明LGBFS相较6种对比算法具有显著性差异，也说明LGBFS能够同时兼顾特征子集的计算效率和分类精度.

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基于重构噪声子空间的相干信号DOA估计

张石，许方晗，佘黎煌，刘平凡

2021, 42 (12): 1696-1700. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.004

摘要 ( 662 )

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PDF(447KB) ( 475 )

传统DOA(direction of arrival)估计算法无法处理相干信号，因此提出一种基于重构噪声子空间的高精度DOA估计算法.该算法利用阵元接收数据的自协方差与互协方差信息构造成增广矩阵作为新的协方差矩阵，对该矩阵进行奇异值分解得到相应的噪声子空间和特征值矩阵.为了获得更精确的信号向量，重构一个由新特征值矩阵对应的特征向量所组成的噪声子空间.最后通过谱峰搜索得到DOA估计值.算法不影响对非相干信号估计的效果，并且比IMMUSIC(improved multiple signal classification)算法具有更高的估计精度，在低信噪比及信号入射间隔较小的情况下也有良好的准确性.仿真结果表明，提出的改进算法在低信噪比及低采样快拍数的条件下，能有效估计出相干信号的波达方向.

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航空轴承钢渗碳热处理组织演变行为研究

姜霞霞，贾涛，王会，王昭东

2021, 42 (12): 1701-1708. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.005

摘要 ( 882 )

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PDF(2080KB) ( 383 )

利用EPMA与XRD等实验方法对航空轴承钢在渗碳热处理过程中的微观组织演变行为进行定性及定量分析.结果表明:在渗碳淬火处理后，试样表层及次表层组织中有大量的碳化物及少量的残留奥氏体，其中碳化物为M₂₃C₆和M₆C.随着渗层深度的增加，碳化物含量减少，残留奥氏体含量增加.经过二次淬火处理后，奥氏体与马氏体中碳质量分数增加，使得淬火后残留奥氏体质量分数大幅度增加，在渗层0.1mm处达到22.7%.经过两次深冷与回火处理后，马氏体与奥氏体中碳质量分数降低，碳化物含量增加，渗层硬度提升.

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Zr处理对含Ti低碳微合金钢中氮化物的影响

杨永坤，战东平，姜周华，雷洪

2021, 42 (12): 1709-1716. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.006

摘要 ( 570 )

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PDF(2077KB) ( 286 )

以含Ti低碳微合金钢为研究对象，通过实验和热力学计算研究了Zr质量分数对钢中氮化物的影响规律.结果表明:随着钢中Zr质量分数由0.0020%增加至0.0200%，钢中氮化物数量密度和面积占比明显增加，氮化物类型逐渐由TiN变为(Ti_○y，Zr_1-○y)N，(Ti_○y，Zr_1-○y)N中Zr/Ti原子数比逐渐增加，(Ti_○y，Zr_1-○y)N由以TiN为主转变为以ZrN为主.热力学计算结果发现精炼过程无TiN，ZrN等氮化物析出，氮化物主要在凝固过程析出.当钢中Zr质量分数为0.0020%时，凝固过程只有TiN析出;而当Zr质量分数≥0.0046%，逐渐有ZrN在凝固末期析出.随着凝固过程温度的降低，(Ti_○y，Zr_1-○y)N具备热力学析出条件.当钢中Zr质量分数由0.0046%增加至0.0200%，(Ti_○y，Zr_1-○y)N开始析出温度逐渐增加，TiN在(Ti_○y，Zr_1-○y)N中占比逐渐减小.最后，当采用Zr-Ti复合脱氧时，钢中Zr质量分数应控制在0.0020%~0.0050%.

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w(CaO)/w(Al₂O₃)对钙铝基保护渣结晶性能的影响

亓捷，刘承军，张江浩，姜茂发

2021, 42 (12): 1717-1723. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.007

摘要 ( 479 )

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PDF(1936KB) ( 270 )

利用热丝法测试技术，结合扫描电镜和能谱分析，研究了不同w(CaO)/w(Al₂O₃)条件下钙铝基保护渣的结晶性能.结果表明，较低w(CaO)/w(Al₂O₃)下，保护渣结晶物相为LiAlO₂和CaO·Al₂O₃.其析出由渣中的Li⁺离子和Ca²⁺离子分别对高聚合度铝氧四面体结构的电荷补偿所致.而且，Li⁺离子优先参与，LiAlO₂优先析出.较高w(CaO)/w(Al₂O₃)下，结晶物相转变为LiAlO₂和3CaO·Al₂O₃.其变化原因为，CaO相对质量分数提高，保护渣聚合度降低，Ca²⁺离子和低聚合度铝氧四面体结构单元Q²结合而形成3CaO·Al₂O₃并析出.随着w(CaO)/w(Al₂O₃)由1.13提高至1.82，钙铝基保护渣析晶能力先减弱然后增强.在w(CaO)/w(Al₂O₃)为1.50和1.82时分别具有最弱和最强的析晶能力.

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蝶式感应加热中间包流场与升温特性

王宁，李宝宽，齐凤升，张晓明

2021, 42 (12): 1724-1730. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.008

摘要 ( 609 )

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PDF(1679KB) ( 345 )

针对传统连铸设备中间包钢液入口与浇注口距离近无法安装感应加热装置的问题，设计出一种新型蝶式感应加热中间包，并建立三维非稳态磁-热-流耦合数学模型研究电磁场对蝶式中间包内流场和温度场的影响，得到感应加热功率与升温特性间的关系.结果表明，感应电流在中间包中形成闭合回路且主要集中在通道处.偏心电磁力使得钢液在通道内产生旋流并伴有较大切向速度，流出通道的钢液向浇注室上方运动.中间包过流量为2t/min时，无感应加热情况下出口温降为7K，而有感应加热情况下，当加热功率由600kW增至1000kW，出口温升由8K增至27K.

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角接触球轴承打滑可靠性灵敏度分析

黄贤振，朱会彬，姜智元，姜睿

2021, 42 (12): 1731-1738. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.009

摘要 ( 637 )

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PDF(820KB) ( 173 )

轴承打滑易造成轴承的早期失效，传统的轴承打滑分析方法认为轴承参数是确定的，而在实际工况中轴承参数具有随机性，从而造成较大的分析误差.针对此问题，考虑随机因素的影响，提出一个角接触球轴承打滑行为的可靠性分析模型.基于轴承拟静力学分析和试验打滑判据得到轴承的打滑临界平面，以轴承是否打滑为判别条件，建立轴承打滑的极限状态方程，采用Kriging方法进行了可靠性灵敏度分析，评价轴承各参数对打滑现象的影响程度.研究结果表明:轴承滚动体直径的变化对轴承打滑现象影响最大，轴承内、外圈沟道直径和曲率半径的变化对其影响次之，接触角的变化对其影响较小.该研究为防止轴承打滑引起早期失效提供理论依据.

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永磁涡流耦合器传递转矩计算方法研究

程习康，刘巍，孙明浩，罗唯奇

2021, 42 (12): 1739-1746. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.010

摘要 ( 732 )

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PDF(1290KB) ( 467 )

永磁涡流耦合器作为一种传动装置，传递转矩的有效计算是评价其传动性能的重要指标.针对一台6磁极对数、额定输入转速1450r/min的永磁涡流耦合器，首先，根据耦合器几何结构，采用有限元方法对磁力线走向进行了仿真分析，获得永磁涡流耦合器的磁路分布，进而通过分析漏磁边界条件得到了泄漏磁阻和有效磁动势;其次，建立导体盘涡流的坐标系，根据趋肤深度和安培环路定律，考虑磁场分布的连续性和对称性，构建了耦合器的磁感应强度方程;然后，根据导体盘涡电流密度和电导率的数学关系，同时考虑三维端部效应，得到了传递转矩的解析结果;最后，建立样机试验平台和三维有限元模型对该方法进行验证.结果表明，在一定的转速差范围内，所提计算方法具有较好的精度，相对误差在6%以内.采用该方法对永磁涡流耦合器的设计优化提出了一些合理化建议.

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杏山铁矿斜分条分段崩落法试验研究

乔夏梁，任凤玉，曹建立，师宏伟

2021, 42 (12): 1747-1752. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.011

摘要 ( 547 )

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PDF(1535KB) ( 351 )

杏山铁矿小杏山采区为层状倾斜厚矿体，原用垂直走向布置进路的无底柱分段崩落法开采，存在矿石损失贫化大、上盘侧回采进路地压显现严重、巷道支护工程量大等生产问题.研究提出斜分条分段崩落采矿法，即沿矿体延深方向，从上盘到下盘按斜线分条开采，每一分条在矿体里布置诱导冒落进路，在崩落本分段矿石的同时，诱导近上盘矿体自然冒落，冒落的矿石由设置在下盘围岩里的回收进路回采.该法较好地顺应了倾斜矿体崩落矿石的移动规律，降低了采切工程总成本.试验采场自2019年5月开始回采，现已回采两个分段，矿石回采率由74%提高到85.6%，贫化率由18%降低到15%，取得了良好的技术经济指标.

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联合LiDAR DEM与时序SAR数据的露天矿特大型滑坡监测

魏恋欢，刘善军，杨天鸿，赵晔

2021, 42 (12): 1753-1760. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.012

摘要 ( 699 )

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PDF(5473KB) ( 435 )

面向长期多阶段大型滑坡变形监测需求，提出了一种像素偏移量跟踪(pixel offset tracking， POT)与多时相雷达干涉测量(multi-temporal interferometry， MTI)协同监测方案，分别针对滑坡的快速变形期及缓慢变形期开展变形监测研究.针对时序SAR滑坡监测中面临的观测方向与滑坡变形方向的空间不一致问题，提出了一种高精度激光雷达(light detection and ranging， LiDAR)数字高程模型(digital elevation model， DEM)辅助的坡向变形求解方法，并开展了抚顺西露天矿南帮特大型滑坡长时序变形监测，其结果与GPS监测结果相比平均误差仅为dm级.

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微细粒混合磁选精矿分级—分散浮选试验研究

李东，钟河东，印万忠，胡阳

2021, 42 (12): 1761-1767. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.013

摘要 ( 525 )

HTML ( 6)

PDF(892KB) ( 140 )

针对东鞍山混合磁选精矿进行了预先分级—强化分散浮选试验研究，同时结合沉降试验、动电位测试、浊度测试等分析了分选效果改善的原因.在最优条件下分级—分散浮选闭路试验可获得精矿铁品位66.24%、铁回收率79.47%的浮选指标，与单一分散浮选的闭路试验相比，精矿铁回收率提高了4.47%.沉降试验和浊度测试表明，分散剂柠檬酸及粒度组成均会影响赤铁矿-石英混合矿的分散特性，柠檬酸主要吸附在赤铁矿表面从而增大矿粒间的静电斥力，优化粒度组成实现窄级别浮选则会进一步减弱矿粒间的非选择性团聚(罩盖)，为后续浮选分离创造有利条件，这也与DLVO理论及团聚动力学的分析结果基本一致.

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多孔材料的孔结构对其力学性能及破裂机制的影响

贾蓬，徐雪桐，黄菲，杨其要

2021, 42 (12): 1768-1774. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.014

摘要 ( 854 )

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PDF(954KB) ( 998 )

针对多孔材料的孔结构对其宏观力学性能及其破裂机制与耐久性的影响，对两种不同孔结构的多孔材料进行了单轴压缩和冻融循环试验，建立了能反映材料内部孔隙结构的三维非均匀数值模型，对两种多孔材料在单轴压缩下的破裂机制进行了分析.实验结果表明:孔结构对于金尾矿多孔材料的力学性能有显著影响.较大的孔隙率除会显著降低材料的抗压强度外，吸能性能会显著增加;在±25℃范围内冻融循环10次条件下的试验结果表明，当金尾矿多孔材料的孔隙率较小且为闭孔结构时，孔洞因冻融造成的孔壁颗粒脱落填塞而造成材料的抗冻性能有所提高;孔隙率较小时，金尾矿多孔材料在单轴压缩下的裂纹扩展主要从试件两端向试件中部扩展贯通为一条连续主拉裂纹，次生裂纹较少;而孔隙率较大时，压缩过程会出现大量微裂纹，最终主裂纹附近会伴随大量次生裂纹.

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基于扰动状态概念的桩-土接触面荷载传递模型

贾羽，张家生，张飞，廖湘英

2021, 42 (12): 1775-1781. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.015

摘要 ( 542 )

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PDF(876KB) ( 168 )

基于扰动状态概念(DSC)，假定桩-土接触面单元中相对完整(RI)状态部分的抗剪强度服从线弹性理论，完全调整(FA)状态部分的抗剪强度服从理想塑性理论，进而建立桩-土接触面荷载传递模型.针对桩-土接触面进行了大型直剪试验，试验结果表明:桩-红黏土接触面剪切过程中，接触面表现出应变软化特性，且随着法向应力的增加，软化现象越明显;桩-粉质黏土接触面剪切过程中，接触面表现出轻微应变硬化特性.利用桩-土接触面荷载传递模型计算得到的剪切应力-剪切位移曲线(τ-s曲线)与直剪试验得到的τ-s曲线吻合较好，验证了基于DSC的桩-土接触面荷载传递模型具有较好的准确性与适用性.

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基于概率密度演化方法的装配式箱涵构件可靠度研究

康玉梅，李佳其，刘子傲，于佳月

2021, 42 (12): 1782-1789. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.016

摘要 ( 478 )

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PDF(1300KB) ( 382 )

为提高装配式箱涵构件可靠度分析的计算精度和效率，依托实际工程，基于概率密度演化方法对其进行了研究.首先，建立了装配式箱涵构件的功能函数，推导出功能函数的广义概率密度演化方程，并采用有限差分法进行求解;其次，对求解得到的概率密度函数进行积分，得到构件的失效概率，进而获得相应的可靠指标;最后，与蒙特卡罗法进行对比，分析概率密度演化方法的适用性.研究表明:概率密度演化方法在装配式箱涵构件可靠度的求解过程中，从物理系统与随机系统联系的角度出发，更加充分地考虑了构件参数的随机性和样本点之间的概率联系.该方法与蒙特卡罗法相比可以有效避免随机收敛性，在保证结果唯一的前提下，提高了计算精度和效率.

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高压喷射撞击流破解剩余污泥的研究

谢元华，杨岱恩，白冰，朱彤

2021, 42 (12): 1790-1796. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.017

摘要 ( 494 )

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PDF(862KB) ( 156 )

剩余污泥含有大量细菌、病毒和有机物，有可能造成二次污染.污泥破解有利于有机物的回收和有害物质的处理.研究了高压喷射撞击对污泥破解的作用.确定了撞击距离、撞击时间和撞击压力3个因素的最佳条件为:距离5cm，时间20~25min，压力13.79MPa.采用响应面法(response surface methodology，RSM)对破解效果和能耗进行了优化分析.以可溶性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand，SCOD)的破解能耗比(disintegration energy ratio，DER)作为RSM的评价指标.考虑到破解效果和DER_SCOD，建议参数为距离5~6cm，时间15~20min，压力13.79MPa.该研究为污泥物理破解提供了新的思路.

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电影植入广告有效性的影响机制

叶国全，郭伏，李峰香，胡名彩

2021, 42 (12): 1797-1804. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.12.018

摘要 ( 602 )

HTML ( 10)

PDF(541KB) ( 502 )

基于有限注意力模型、说服知识模型和精细加工可能性模型，构建植入广告显著度和个体认知需求与广告有效性(品牌记忆、品牌态度和购买意愿)之间的关系模型.利用眼动仪开展眼动实验，揭示植入广告显著度和个体认知需求对广告有效性的影响机制.结果表明:植入广告显著度显著地正向影响受众品牌记忆，显著地负向影响受众品牌态度和购买意愿;受众对植入广告的注意力资源分配和认知说服知识激发程度在植入广告显著度与品牌记忆之间起中介作用;受众对植入广告的注意力资源分配、认知说服知识激发程度及态度说服知识激发程度在植入广告显著度与品牌态度和购买意愿之间起中介作用;植入广告显著度对广告有效性的影响机制只对高认知需求的受众显著.

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