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期刊信息/Journal information
清华大学学报（自然科学版）
清华大学学报（自然科学版）

梁恩忠

月刊

1000-0054

xuebaost@tsinghua.edn.cn

010-62788108,62792976

100084

北京市海淀区清华园清华大学

清华大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Tsinghua University(Science and Technology)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为科学技术综合性学术刊物。反映清华大学自然科学与技术领域基础研究和实验研究方面的科研成果，推动国内外学术交流。主要栏目有工程力学、电机工程、机械工程、能源技术、信息科学、材料科学、基础理论等。主要读者对象是高等学校和科研单位的科研工作者、教师和研究生。
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    资源融合分配的洋葱路由网络用户守卫节点操纵

    张国强徐明伟
    1293-1305页
    查看更多>>摘要：第二代洋葱路由网络(the second-generation onion router,Tor)面临流量分析去匿名化威胁,分析用户流量获取成本是评估其威胁程度的重要内容.然而,现有的用户流量获取方法较少研究费效比问题.Tor客户端构建匿名通信路径时使用的守卫节点,是敌手获取用户流量的重要途径.该文针对守卫节点操纵,提出一种资源融合分配的成本优化模型:P-Group(push and pull guards through optimized resource portfolios)模型,并在此基础上进行流量分析威胁评估.P-Group模型统筹分配守卫节点操纵过程中部署可控节点和拥塞非可控节点所需的资源.同时,通过排队论方法对拥塞非可控节点的过程进行建模,利用改进的流偏移技术统筹拥塞攻击资源总量与非可控节点带宽容量以提升资源分配效益.实验结果表明:P-Group模型能够有效降低费效比;相比于简单在部署和拥塞节点间平分带宽,该模型将资源分配效益提升了 20.5％;相比于传统攻击流量分配算法,其部署的可控节点中选率提升了 15％;敌手操纵用户流量从非可控节点迁移到可控节点的平均成本约为数百美元.这表明用户流量获取具有成本可行性,Tor流量分析构成现实威胁.

    第二代洋葱路由网络守卫节点带宽消耗流偏移

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    2种低延迟服务的通用优化技术

    郭雅宁徐明伟
    1306-1318页
    查看更多>>摘要：近年来,各种低延迟服务吸引了越来越多的用户关注,部署规模不断扩大.为提升低延迟服务性能,工业界和学术界提出多种优化方案并部署在网络传输路径的不同位置,其中部署在端侧的各种低延迟拥塞控制算法和部署在网络侧的主动队列管理算法应用较广泛,这2种算法的设计目标都是尽量避免数据包排队,减少端到端延迟,但是由于这2种算法是独立的,存在潜在的不适配问题,影响应用的性能表现.因此,有关这2种算法的协同优化也成为一个研究方向,基于机器学习的通用算法和端网联合优化是最具代表性的方案.该文总结了低延迟拥塞控制算法和主动队列管理算法的设计思路、组合使用时的性能测试结果以及协同优化的问题,认为跨层联合优化是解决现有不适配问题并进一步提高应用性能的可行思路,建议低延迟服务性能优化的研究应重视通用性和实际部署性.

    拥塞控制算法主动队列管理低延迟服务跨层联合优化机器学习性能优化

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    基于模块度感知图自编码器的重叠社区发现模型

    陈洁刘斌斌赵姝张燕平...
    1319-1329页
    查看更多>>摘要：图自编码器模型作为网络表示学习的代表性方法,在链路预测和节点分类任务方面性能表现优异.然而,图自编码器模型在处理社区发现任务时通常只考虑局部节点连边的重建而忽略了社区全局结构的影响,尤其是在多个社区存在重叠节点的情况下,难以准确判断节点归属关系和社区分布.针对此问题,该文提出了一种面向重叠社区发现的无监督模块度感知图自编码器模型(modularity-aware graph autoencoder model for overlapping community detection,GAME),GAME 采用一种高效的模块度损失函数,该函数在网络嵌入过程中保留社区关系的同时,能重构损失并更新编码器的参数,以提高模型针对重叠社区发现任务的性能,进而将GAME得到的社区隶属度矩阵以概率-节点形式进行社区分配.该文提出的GAME在10个公开数据集上进行实验验证,并与主流的基于表示学习的重叠社区发现模型进行对比.实验结果表明:在归一化互信息(normalized mutual information,NMI)评估指标下,GAME模型性能优于主流模型,证明该模型有效.

    社区发现重叠社区图自编码器模块度最大化社区隶属度矩阵

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    基于应力应变疲劳准则的混凝土疲劳寿命分析

    张书马睿胡昱李庆斌...
    1330-1335页
    查看更多>>摘要：疲劳荷载作用下混凝土疲劳寿命评估对保障结构安全、实现稳定服役至关重要,应力与应变共同决定了材料疲劳破坏行为.该文根据应力应变疲劳准则约束关系,构造了描述混凝土疲劳状态的疲劳加载曲面函数.研究表明,混凝土疲劳加载曲面函数随疲劳循环次数呈现出单调递增的规律,这为建立混凝土疲劳状态的等效函数提供了条件;混凝土疲劳加载曲面函数可采用线性等效形式,而系数可通过混凝土疲劳加载过程中的特征点来标定.该文提出了 MRS(maximum R-square)算法以保证等效描述结果的有效性,用等效疲劳循环次数来量化混凝土的疲劳应力应变状态,并给出了相应的评估流程和指标.该研究为混凝土的疲劳寿命分析提供了有效手段.

    疲劳应力疲劳应变等效求解状态评估疲劳循环次数

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    库水—降雨作用下靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理

    罗世林刘华亮蒋建清
    1336-1346页
    查看更多>>摘要：为研究库水—降雨联合作用下库岸涉水靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理,以奉节县藕塘滑坡为例,采用监测数据分析、相关性理论及离散元数值模拟方法,揭示了藕塘滑坡变形规律及可能的失稳机制.结果表明:藕塘滑坡变形在分区和分期上分别具有随高程增加变形速率增大和随时间增长累计位移呈阶跃式迭代增加的特点;库水和降雨被认为是藕塘滑坡地表变形的重要影响因素,库水对滑坡变形影响主要集中在前部区域且其诱发滑坡变形机制为渗透诱发,降雨则主要集中在中部及后部区域且其诱发滑坡变形机制由初期的吸水膨胀转变至渗透诱发,库水—降雨联合作用下藕塘滑坡极有可能出现前部牵引—后部推移的渐进式失稳破坏.

    三峡库区堆积层滑坡靠椅状基覆面失稳演化离散元法

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    间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化分析和失稳判据研究

    侯小强周重任吴红刚胡天翔...
    1347-1356页
    查看更多>>摘要：目前,仅以整体安全系数难以准确量化并预测间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化过程.针对这一问题,该文提出了点安全系数时程分析方法,利用Python语言二次开发并建立了点安全系数时程计算模型,通过分析整体安全系数、点安全系数、变形位移揭示了间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时程演化规律,并结合工程实例验证了模型的合理性.结果表明:1)利用点安全系数的时程计算结果可描述滑动面由坡脚至坡顶逐渐贯通的演化特征,为滑坡牵引段、主滑段和拉裂段的划分提供了充分的理论依据;2)点安全系数和位移相结合可作为牵引式滑坡"启动—变形—失稳"演化过程的评判依据,而整体安全系数不能单独作为评判依据;3)可依据滑坡牵引段、主滑段和拉裂段3部分的位移变化和点安全系数的大小,共同判定滑坡所处的稳定状态(稳定、基本稳定、欠稳定或不稳定),由此形成牵引式滑坡各阶段稳定状态的判定准则,且具备可靠性.该文成果可为中国间歇性降雨滑坡的预警研究提供理论依据和工程指导.

    间歇性降雨时空演化点安全系数稳定性分析失稳判据

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    多喷管火箭起飞噪声环境预示方法

    王浩轩容易曾耀祥
    1357-1366页
    查看更多>>摘要：为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method,DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用芯级多喷流等效为单喷流计算和助推单喷流独立计算的方法预示多喷流噪声.利用修正方法预示了某火箭起飞不同时刻勤务塔附近噪声环境.对比修正方法和Kudryavtsev方法发现,修正方法在火箭起飞2 s内最大预示误差小于5.0dB,预示精度相较Kudryavtsev方法提高约10.0dB;修正方法能更准确预示声压级峰值时刻,且峰值时刻附近声压级误差小于3.0dB;修正方法的1/3倍频程声压级谱全频段预示误差小于6.0dB,关键频段预示误差小于3.0dB.修正方法预示精度更高,具有重要工程应用价值.

    起飞噪声环境指向性噪声遮蔽多喷管火箭导流槽

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    基于自适应启发PSO的零件在线智能定位

    刘华森郭子豪聂海平彭志军...
    1367-1379页
    查看更多>>摘要：工业流水线生产环境下,多种类小批次中小型航空零件在自动化喷涂作业等过程中,往往面临着零件摆放位姿不固定而难以自动化测量与定位的问题.为实现综合满足喷涂效率与精度的零件定位,应用基于自适应启发改进的粒子群算法,随配准情况自适应地采用不同启发方案与尺度,实现了较强后景影响下快速地点云配准.从全局搜索与局部搜索两方面进行优化,在应用随配准状态自适应的学习系数与惯性系数基础上,引入自适应尺度的滞步系数与类梯度下降运算,解决粒子群算法收敛速度缓慢与易陷入局部最优问题.基于正态分布置信度准则剔除适应度离群值降低后景点云对配准的影响,实现分割后点云与理论数模的智能配准,获得零件摆放的精确位姿.应用二维(2D)视觉减少测量时间、提供点云分割的依据,并多线程并发同步运算提高效率.最终实现了在3 min的节拍内完成三维(3D)点云的自动化扫描,以及在平均2.5 min节拍内实现2mm精度的多种零件自主配准定位.

    点云配准粒子群算法自适应启发自动化定位2D-3D视觉融合

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    陆战场低空多域场景下的集群目标威胁动态评估

    董泽委
    1380-1390页
    查看更多>>摘要：未来战争的形态正随着人工智能技术的迅猛发展而加速演变,针对当前目标威胁评估研究中存在的作战场景单域化、研究对象单一化、研究分析过于侧重蓝方态势等问题,该文围绕陆战场低空多域的作战场景,提出一种基于犹豫模糊集的集群目标威胁动态评估方法.首先研究了陆战场低空多域作战规律、有人或无人空地混合集群装备的作战特点,以此建立了集群目标威胁的评估指标体系;然后根据红方态势变化对指挥员心理压力的影响规律,提出了基于Weber-Fechner感知定律的动态权重策略;最后结合犹豫模糊环境下的变权方法,构建了陆战场低空多域场景下的集群目标威胁动态评估模型.案例分析结果表明,该模型的权值确定更加合理,能充分体现指挥员面对战场态势刺激时心理压力的动态变化,提供更加及时准确的威胁评估结果.

    多域作战集群目标变权动态权重威胁评估

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    基于尾流降阶模型的涡激振动俘能效率优化研究

    韩鹏黄桥高秦登辉潘光...
    1391-1400页
    查看更多>>摘要：涡激振动(VIV)是一种典型的流固耦合(FSI)现象,除了在结构安全设计方面有重要意义外,近年来在流体动能俘获方向也展现出巨大潜力.该文采用一种基于尾流振子的低成本降阶模型(ROM),以及一种基于直接模拟的计算流体力学—流固耦合(CFD-FSI)求解器,对圆柱VIV俘能效率的全局优化问题展开研究.通过ROM模型,得到了四组不同质量比和Reynolds数下的高分辨率俘能效率优化数据,其中优化参数为阻尼比和折合速度.将ROM模型的预测结果,与CFD-FSI的高保真模拟结果和已有研究中的实测数据进行对比,验证了 ROM的有效性.该文发现了最优俘能效率点受到折合速度和质量—阻尼耦合参数的控制;另外,从ROM模型的内在关键参数推论出VIV俘能设备更适于在相应结构固定绕流升力系数更高的流动条件下工作,由此解释了高Reynolds数条件下VIV俘能效率更高的现象;此外,优化结果表明低质量比条件下的VIV俘能设备工作表现更优,由此证明海流能VIV俘能收益高于风能VIV收益.

    流固耦合涡激振动流体动能俘获降阶模型

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