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期刊信息/Journal information
南通大学学报（自然科学版）
南通大学
南通大学学报（自然科学版）

南通大学

袁银男

季刊

1673-2340

xbzkb@ntu.edu.cn;ntuzk@163.com

0513-85012868

226019

江苏省南通市啬园路9号

南通大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Nantong University(Natural Science)
查看更多>>本刊是南通工学院主办的自然科学类学术刊物，主要刊登基础科学和工程科学方面的学术论文。
正式出版
收录年代

    MicroLED全彩色微显示技术研究进展

    闫龙韩冰赵项杰黄建华...
    1-9页
    查看更多>>摘要：随着可穿戴器件、增强现实、混合现实等新型显示产品的广泛应用和普及，新型显示技术在微小器件尺寸、高分辨率、高稳定性等性能方面又提出了更高的性能需求。基于微型发光二极管(microlight emitting diode，MicroLED)的微型显示器件具有低功耗、高稳定、长寿命和响应时间短等突出特征，其相关技术和产品近年来已被广泛应用于VR/AR 眼镜、微投影设备等。在蓝光MicroLED矩阵像元芯片上通过集成色转换像元、超表面结构等可以构筑红、绿、蓝(RGB)三基色阵列发光器件，从而在有源驱动控制下实现动态的全彩色图像显示。文章总结了实现MicroLED全彩色微显示的主流技术，包括荧光粉色转换技术、量子点色转换技术和超表面结构集成技术，并进一步分析和对比了相关技术的优缺点，综述了MicroLED全彩色微显示器件的最新研究进展，探讨了相关技术在推动新型显示产业发展中的重要意义。

    发光二极管显示技术颜色转换量子点荧光粉

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    基于时间特征细化网络的时空视频超分辨率研究

    姚晓娟穆柯潘沛杨紫伊...
    10-22页
    查看更多>>摘要：时空视频超分辨率(space-time video super-resolution，STVSR)通过时间和空间 2 个尺度提升视频的质量，从而实现在视频采集设备、传输或者存储有限的情况下依然能实时地呈现高分辨率和高帧率的视频，满足人们对超高清画质的追求。相比两阶段方法，一阶段方法实现的是特征层面而非像素层面的帧插值，其在推理速度和计算复杂度上都明显更胜一筹。一些现有的一阶段STVSR方法采用基于像素幻觉的特征插值，这幻化了像素，因此很难应对帧间快速运动物体的预测。为此，提出一种基于光流法的金字塔编码器-解码器网络来进行时间特征插值，实现快速的双向光流估计和更真实自然的纹理合成，在使得网络结构更高效的同时弥补了大运动对光流估计带来的不稳定性。另外，空间模块采用基于滑动窗口的局部传播和基于循环网络的双向传播来强化帧对齐，整个网络称为时间特征细化网络(temporal feature refinement netowrk，TFRnet)。为了进一步挖掘TFRnet的潜力，将空间超分辨率先于时间超分辨率(space-first)，在几种广泛使用的数据基准和评估指标上的实验证明了所提出方法TFRnet-sf的出色性能，在总体峰值信噪比(peak signal to noise ratio，PSNR)和结构相似性(structural similarity，SSIM)提升的同时，插入中间帧的PSNR和SSIM也得到提升，在一定程度上缓和了插入的中间帧与原有帧之间PSNR和SSIM差距过大的问题。

    时空视频超分辨率金字塔编码器-解码器网络时间特征插值空-时超分策略深度学习

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    基于缺陷报告降噪和抽象语法树表示的软件缺陷定位方法

    石翔宇鞠小林陈翔
    23-33页
    查看更多>>摘要：自动化的缺陷定位方法能够加快程序员利用缺陷报告定位到复杂软件系统缺陷代码的过程。现有相关缺陷定位方法存在两方面问题:忽略了缺陷报告中噪音信息的影响;程序代码表示的过程中丢失了大量的上下文结构信息。为了解决上述问题，提出一种自动化缺陷定位方法BRFN(bug report fault localization)。该方法首先利用双向的信息传播机制对程序的抽象语法树进行编码;接着针对缺陷报告使用TextCNN和注意力机制学习与缺陷相关的特征;最后通过计算缺陷报告和源代码文件之间的相关性，开展缺陷定位，并基于 4 个广泛用于缺陷定位研究的软件项目评估BRFN方法的有效性。实验结果表明，相较于BugLocator、LS-CNN和CAST现有的缺陷定位方法，BRFN在多个评价指标上均取得了更好的效果。具体而言，BRFN在 4 个开源项目上的Acc@1、MRR和MAP性能平均提升了 56。3%、43。4%和 46%。此外，进一步设计消融实验来验证BRFN中各模块的贡献。结果表明，缺陷报告降噪策略和双向信息传播策略可以提升缺陷定位的准确性。

    缺陷定位深度学习信息检索注意力机制程序表示学习

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    基于后门攻击的联邦学习恶意软件检测系统脆弱性分析

    芦星宇曹阳
    34-46页
    查看更多>>摘要：深度学习技术已成为恶意软件检测的核心技术之一，然而其依赖于集中式训练，需要定期更新数据库并进行重训练以应对恶意软件的不断演进。联邦学习作为一种新兴的分布式学习技术，通过在多个客户端本地训练分类模型并共享学习成果以构建全局模型，能有效保护数据隐私并适应恶意软件的多样化;但联邦学习由于其分布式的特性，易受到恶意客户端后门攻击的影响。针对上述问题，探讨了联邦学习在恶意软件检测中的脆弱性，分析了潜在的恶意攻击如标签反转攻击和模型投毒攻击，并在此基础上提出一种新型隐蔽的联邦自适应后门攻击(federat-ed adaptive backdoor attack，FABA)策略。该攻击策略充分利用联邦学习的特性，通过在客户端与中心服务器的交互过程中不断调整触发器，确保攻击效益最大化与隐蔽性。在Virus-MNIST和Malimg数据集上的测试结果显示，所提出的方法在保持隐蔽性的同时实现了 100%的攻击成功率，对干净样本的预测精度几乎无影响。此外，即使面对最新的防御机制，所提出的策略依然能保持高攻击成功率和隐蔽性。所使用的微小触发器(仅 9 个像素)和极低比例(3%)的恶意客户端展示了联邦学习在安全性方面的潜在风险，为未来的防御策略提供了重要参考。

    联邦学习后门攻击恶意软件检测

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    融合边事件触发机制的分布式在线约束凸优化

    毛帅段冰胡泮张新松...
    47-58页
    查看更多>>摘要：现有分布式在线优化方法的实现通常依赖于通信网络中节点间的实时信息交换，这在实际应用中会带来无法承受的通信带宽等资源的消耗。为了减少通信成本，将边事件触发技术应用于分布式在线约束凸优化，其中每个智能体仅知晓时变的局部目标函数，所有智能体的公共目标是求解优化解序列来最小化网络总目标值(所有局部目标函数的总和)。首先，针对分布式在线梯度下降算法，在固定强连通有向图的假设下，设计了一个边事件触发机制。然后，基于所设计的边事件触发机制，为每个智能体的Regret建立了一个上界，发现该上界与事件触发阈值直接相关。进一步的分析表明，只要边事件触发阈值随着时间趋于无穷大而收敛至零时，Regret是次线性增长的。最后，通过面向时变经济调度和糖尿病分类预测问题的数值仿真实验，验证了所提出算法的有效性。

    分布式优化边事件触发通信在线凸优化约束优化

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    叶轮叶片高度对旋涡泵水力性能的影响

    范文周岭马运通马生麒...
    59-65,81页
    查看更多>>摘要：为深入研究旋涡泵内部流体的流动机理，掌握叶轮叶片高度变化对旋涡泵性能的影响规律，通过实验测得一款闭式叶轮开式流道旋涡泵在不同叶轮叶片高度下的流量-扬程特性曲线，采用k-ε湍流模型和非结构网格对该旋涡泵进行数值模拟，通过ANSYS CFX后处理对其内部流场进行分析，研究了旋涡泵叶轮叶片高度变化对旋涡泵外特性的影响规律。结果表明:旋涡泵的模拟结果与实验数据趋势基本吻合，数值模拟方法的可靠性较高。在相同流量工况下，随着叶轮叶片高度的减小，旋涡泵内部的纵向旋涡强度逐渐减小，叶轮流道内的涡核心减少，导致旋涡泵的扬程与效率逐渐降低。研究结果可为后续旋涡泵的优化设计提供参考。

    旋涡泵闭式叶轮开式流道数值模拟外特性

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    分数槽绕组永磁电机低空载反电势谐波设计

    郑军强徐浩恩张雨婷茅靖峰...
    66-74页
    查看更多>>摘要：分数槽绕组永磁电机因其独特的优点而被广泛应用，其中最显著的优点是空载反电势波形正弦高，这不仅有助于提升电机系统的控制性能，而且能够有效降低电机运行时的转矩脉动和损耗，提升电机品质。首先，对比分析了整数槽绕组和分数槽绕组永磁电机的结构特点和磁路特征。然后，基于绕组函数和气隙磁密函数，推导了永磁电机空载反电势的一般表达式，并从空间谐波角度出发，揭示了分数槽绕组结构改善永磁电机空载反电势波形的内在影响机制。优化设计一台 24 槽 8 极整数槽绕组永磁电机和一台 27 槽 8 极分数槽绕组永磁电机来验证理论分析结果，对比分析了两台电机的绕组因数谐波与气隙磁密谐波、空载反电势和转矩性能。研究表明，空载反电势第k次谐波由kpr(pr为永磁体极对数)阶次的空载气隙磁密谐波与v=kpr阶次的绕组因数谐波产生，同阶次绕组因数谐波与空载气隙磁密谐波数量越多，空载反电势谐波含量亦越多。最后，研制了 27 槽 8 极分数槽绕组永磁电机样机并进行了部分实验，测试了电机的空载反电势波形、相电流和转矩等性能，并与有限元预测结果进行比较，以验证理论分析与有限元预测的正确性。

    分数槽电机反电势谐波有限元

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    瓜洲泵站抗震安全性分析

    吴昊李宝春袁聪夏国春...
    75-81页
    查看更多>>摘要：瓜洲泵站工程作为鲁班奖的典型泵站工程，对扬州市区防洪和排涝起到关键作用。该泵站工程等别为Ⅱ等，设计采用了钻孔灌注桩基础。鉴于该工程的重要性，考虑地震荷载对泵站工程的威胁，有必要对该泵站工程进行抗震安全性分析，在验证设计方案的同时，反馈工程设计。三维空间有限单元法作为研究结构安全性能的一种重要数值模拟方法，已成为研究结构抗震性能的一种重要手段。文章以瓜洲泵站工程为研究对象，通过建立三维空间有限元模型，依据《水工建筑物抗震设计规范》，采用振型动力反应谱法模拟地震动力响应，应用ABAQUS软件进行数值模拟分析，通过研究和分析该泵站的变形和应力，对瓜洲泵站结构进行抗震安全性评价，结果可为类似工程的抗震安全性分析提供参考。

    泵站瓜洲泵站反应谱抗震分析有限元位移应力

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    非定常Stokes方程的混合有限元法的高精度逼近

    丁晓陈璐江山
    82-88页
    查看更多>>摘要：针对二维非定常Stokes方程，采用Taylor-Hood混合有限元法进行数值模拟。首先，利用虚功原理将方程转化为变分形式;其次，将求解区域均匀划分为有限个三角形单元，在每个逻辑单元建立与等参单元之间的联系，为速度u选取二次元基函数，为压力p选取线性基函数，从而构造空间尺度的有限元空间;然后，构造时间尺度的全离散θ-型隐格式，选取θ=0。5 的Crank-Nicolson六点对称有限差分格式;最后，原问题转化为常微分方程求其数值解，并通过数值算例检验该方法的可行性与有效性。理论构造和数值结果均验证，非定常问题在空间层、时间层离散分别使用线性有限元和二次有限元计算均可得到稳定的一致收敛结果，且二次有限元的精度更高、收敛更快。为了更直观生动地展示实验结果，文章最后给出了精确解与有限元解的三维误差图。

    二维非定常Stokes方程混合有限元法有限差分格式一致收敛

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    自同构系统的拓扑刚性

    羌湘琦
    89-94页
    查看更多>>摘要：研究了可数离散群在紧度量空间étale等价关系上的自同构作用。文章引入了自同构系统上连续强轨道等价的定义，证明了共轭的两个自同构系统一定是连续强轨道等价的，反之，在本质自由和离散群是顺从无挠的条件下，满足刚性条件的两个连续强轨道等价的自同构系统是共轭的。

    自同构系统广群连续强轨道等价共轭

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