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计及?效率的电-气-热综合能源系统多目标优化调度方法

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电网技术 2024年

作者：刘帅东韩松荣娜代青昊贵州大学电气工程学院贵州电网有限责任公司铜仁供电局

为解决综合能源系统(Integrated Energy Systems，IES)难以量质协同运行，且求解时间较长的问题，本文提出了一种计及?效率的电-气-热综合能源系统多目标优化调度方法。首先，本文构建了一个IES的模型，结合热力学第一、二定律，推导了... 详细信息

为解决综合能源系统(Integrated Energy Systems，IES)难以量质协同运行，且求解时间较长的问题，本文提出了一种计及?效率的电-气-热综合能源系统多目标优化调度方法。首先，本文构建了一个IES的模型，结合热力学第一、二定律，推导了该IES不同能源网络的源侧和负荷侧的?方程，以及?效率等表达式；其次，为降低求解时间，提出了一个基于线性权重法的多目标函数求解与决策方法，最后，通过算例分析，验证了所提模型与方法的有效性。分析结果表明，相比于传统IES的优化问题，模型中考虑?效率的多目标函数保证了能源品质的传输，促进了IES的量质协同运行，且本文所提求解方法相比于遍历权重法的降低了90.22%的求解时间。

关键词：综合能源系统多目标优化 ?效率求解时间

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薄橡胶层改善喷丸质量机理研究

河南理工大学学报(自然科学版) 2024年第4期 103-110页

作者：范俊锴刘帅赵武河南理工大学机械与动力工程学院

目的为了解决喷丸导致的金属表面粗糙度提升问题，方法提出在金属表面铺设薄层橡胶层，通过薄橡胶层的变形均匀化丸粒的冲击压力，进而抑制丸粒冲击所造成的粗糙度急剧增加的新工艺。为验证新工艺的可行性并揭示其机理，采用有限元软... 详细信息

目的为了解决喷丸导致的金属表面粗糙度提升问题，方法提出在金属表面铺设薄层橡胶层，通过薄橡胶层的变形均匀化丸粒的冲击压力，进而抑制丸粒冲击所造成的粗糙度急剧增加的新工艺。为验证新工艺的可行性并揭示其机理，采用有限元软件Abaqus分别建立传统喷丸、黏结橡胶层喷丸和自由铺设橡胶层喷丸的仿真模型；设定丸粒为半径0.5 mm的球形刚体，丸粒初始速度为50 m/s；工件材料为Q235，采用Johnson-Cook本构模型；薄层橡胶采用双参数Mooney-Rivlin本构模型；仿真模型中不同部件之间的摩擦系数均设定为0.2；所有模型均采用显式求解方法。结果在传统喷丸、黏结薄橡胶层喷丸和自由铺设橡胶喷丸条件下，工件表面丸粒冲击点的残余压应力分别为96,343,252 MPa，工件表层最大残余压应力分别为391,426,373 MPa，工件表面的残余压应力得到显著提升；3种喷丸工艺下冲击压痕分别为56.2,26.1,35.4μm，表面薄层橡胶有效降低了工件表面粗糙度；工件表层残余应力的分布形式与橡胶层的厚度密切相关，当橡胶厚度分别为0.05,0.20 mm时，所得到的最大残余压应力分别为329,373 MPa，距离工件表面分别为256,141μm。结论在机理上，橡胶的大变形特征增大了丸粒的冲击作用面积，延长了冲击作用时间，是薄橡胶层能够改善喷丸质量的根本原因。

关键词：喷丸薄橡胶粗糙度残余压应力有限元方法

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基于栅格填充的激光清洗轮廓规则化方法

兵工学报 2024年

作者：刘伟军李强刘帅张凯邢飞沈阳工业大学机械工程学院辽宁省激光表面工程技术重点实验室

清洗区域的准确定位是减少清洗面积、提高清洗效率的关键因素之一。为解决激光清洗应用中不规则漆层区域定位的问题，提出一种基于栅格填充的轮廓规则化方法。通过基于L×a×b×色彩空间的K-means图像分割方法，得到漆层区域图像；将漆... 详细信息

清洗区域的准确定位是减少清洗面积、提高清洗效率的关键因素之一。为解决激光清洗应用中不规则漆层区域定位的问题，提出一种基于栅格填充的轮廓规则化方法。通过基于L×a×b×色彩空间的K-means图像分割方法，得到漆层区域图像；将漆层区域图像栅格化，确定漆层区域外部栅格顶点，并使用4邻域边界跟踪算法按照一定的判断准则搜寻漆层区域外部栅格顶点；将搜寻到的栅格顶点依次连接作为规则化形状，删除规则化形状的多余点和自相交部分，并以交并比（Intersection Over Union， IOU）为指标评价不同栅格宽度下的规则化形状，选取单个栅格面积与漆层区域面积比值范围在0.025～0.040内最大IOU所对应的栅格宽度，将此栅格宽度生成的直角多边形作为最优规则化形状。对多种轮廓进行规则化对比分析结果表明，基于栅格填充的轮廓规则化方法得到的直角多边形相较于最小外接矩形，能更准确地表达漆层轮廓形状，减少清洗面积。

关键词：激光清洗轮廓规则化图像分割边界跟踪机器视觉

基于区域一体化的长三角地区城市竞合空间演化研究

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自然资源学报 2024年第4期39卷 929-941页

作者：范擎宇杨山刘帅宾江苏第二师范学院地理科学学院南京211200 南京师范大学地理科学学院南京210023 郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450046

长三角区域一体化国家战略旨在提升长三角地区整体实力和国际竞争力。以具有全球重要竞争力的长三角地区为案例地,从城市发展的竞争与合作的角度,在测度2006—2021年长三角地区41个城市的竞合水平基础上,运用空间马尔科夫转移矩阵和重... 详细信息

长三角区域一体化国家战略旨在提升长三角地区整体实力和国际竞争力。以具有全球重要竞争力的长三角地区为案例地,从城市发展的竞争与合作的角度,在测度2006—2021年长三角地区41个城市的竞合水平基础上,运用空间马尔科夫转移矩阵和重叠社区发现模型等方法,分析长三角地区城市竞合水平的时空特征及交互关系。结果表明:(1)伴随着长三角地区竞合水平整体向上发展的变化,长三角地区在空间上呈现从以上海、南京、杭州为中心的孤岛式分布格局逐步向以沪宁合、沪杭甬“片状”连绵一体化空间格局转变,长三角中心区的功能越发突出。(2)从竞合水平时空转移特征看,城市受到自身发展影响存在类型间的转移惰性和路径依赖,多数城市不论是邻域还是自身转移类型均保持很强的稳定性;邻域状态强化了区域低竞合城市的空间集中和高竞合城市的空间溢出,并带动了俱乐部收敛的空间扩散。低邻域和较低状态下各竞合水平类型城市基本位于长三角外围区,高邻域和较高邻域状态下各竞合水平类型城市主要位于长三角核心区和中心区。(3)从网络社区和交叠城市看,长三角地区竞合水平不断向网络化和组团化转变,反映了长三角地区开始从城市间竞合转向城市圈之间竞争和城市圈内部合作的关系。

关键词：城市竞合空间空间马尔科夫链重叠社区发现长三角地区

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巷道支护管索组合结构剪切力学响应精细有限元分析

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岩石力学与工程学报 2024年第7期 1561-1579页

作者：单仁亮宋威张书鹏刘帅梁俊奇中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北方爆破科技有限公司

为防止支护工程中锚索在剪切荷载下过早发生破断，一种将C型钢管与锚索进行组合的管索组合结构被提出，该结构抗剪增强机制尚未完全揭示。利用ABAQUS软件建立管索组合结构的非线性有限元精细化模型，锚索钢绞线采用七股实际结构模型，... 详细信息

为防止支护工程中锚索在剪切荷载下过早发生破断，一种将C型钢管与锚索进行组合的管索组合结构被提出，该结构抗剪增强机制尚未完全揭示。利用ABAQUS软件建立管索组合结构的非线性有限元精细化模型，锚索钢绞线采用七股实际结构模型，并考虑各个组成部分的接触、失效等相互作用，对管索组合结构抗剪机制进行研究。结果表明：剪切初期，管索组合结构在剪切面位置剪力和对称分布弯矩作用下形成“S”形态弯曲及对称塑性铰，其后变形以塑性铰向远离剪切面方向扩展与中间段锚索的拉伸为主，最终管索组合结构失效原因为锚索以拉伸破断为主的拉剪复合破坏；随剪切荷载的增加，C型管在锚索弯曲变形范围内逐渐闭合，与锚索共同受力，增强整体结构抗弯刚度，C型管两端部发生开缝张开与整体扭转，与C型管中间段闭合变形相协调，C型管能够使结构与试块接触压力分布更为均匀，改善受力条件；试块界面局部混凝土处于三轴受压状态，随剪切荷载增加，试块内部形成逐渐扩大的承压区域，局部混凝土破碎失效，混凝土逐步破碎失效过程与管索组合结构塑性铰的扩展同步发生。

关键词：岩石力学双剪试验预应力锚索数值模拟塑性铰破断机制

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基于混合元的变刚度层合板静力学分析

工程力学 2024年第3期41卷 19-25页

作者：杨立洲卿光辉中国民航大学航空工程学院天津300300

针对变刚度层合结构,大多采用板壳理论或常规的位移有限元法分析其力学行为。相较位移元,非协调广义部分混合元同时引入位移和应力边界条件,提高了应力结果精度,且边界应力更符合真实情况。扩展了纯弹性体的非协调广义部分混合元理论,... 详细信息

针对变刚度层合结构,大多采用板壳理论或常规的位移有限元法分析其力学行为。相较位移元,非协调广义部分混合元同时引入位移和应力边界条件,提高了应力结果精度,且边界应力更符合真实情况。扩展了纯弹性体的非协调广义部分混合元理论,提出适用于变刚度层合结构修正的非协调广义部分混合元模型。与ABAQUS计算结果对比证明,即使在网格较稀疏的情况下,该文方法也具有较好的适用性,且数值结果精确度高。通过算例分析了纤维铺设角度的变化对变刚度层合板平面内位移场的影响,可为变刚度结构的设计提供一定的思路。

关键词：变刚度结构层合板非协调广义混合元有限元法静力学分析

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冻融环境下“三段式”岩质边坡锁固段损伤破坏及灾变机制研究

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：刘帅杨更社潘振兴黄淮学院建筑工程学院西安科技大学建筑与土木工程学院

锁固段是“三段式”岩石滑坡的关键控制因素。为研究寒区边坡锁固段损伤破坏特性，对边坡缩尺模型开展双面冻融试验，分析水–冰相变过程中温度场、冻胀力及锁固段变形规律。依据岩石力学与断裂力学，构建考虑冰楔挤出效应的裂隙冻胀模... 详细信息

锁固段是“三段式”岩石滑坡的关键控制因素。为研究寒区边坡锁固段损伤破坏特性，对边坡缩尺模型开展双面冻融试验，分析水–冰相变过程中温度场、冻胀力及锁固段变形规律。依据岩石力学与断裂力学，构建考虑冰楔挤出效应的裂隙冻胀模型，探究裂隙边坡冻融风化机制。坡肩位置最先冻结，冻结峰由坡肩向岩体内部推进。“三段式”岩质边坡的断裂破坏由后缘张拉裂隙冻胀主导。后缘张拉裂隙顶端由-3.5℃降至-6℃(裂隙底部由0℃降至-2.6℃)时冻胀力最大，锁固段变形最大，锁固段开裂破坏也发生在此阶段。冻胀力与后缘张拉裂隙长度正相关，张拉断裂面基本没有剪切痕迹。通过模拟“三段式”岩质边坡后缘张拉裂隙的冻胀过程，分析边坡位移场、应力场分布特征，以及锁固段裂纹扩展路径，揭示锁固段角度与后缘张拉裂隙冻胀开裂和灾变机制的相关性。研究结果可为寒区边坡工程建设提供技术参考。

关键词：边坡工程冻融环境 “三段式”岩质边坡锁固段灾变机制

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时序数据库关键技术综述

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 614-638页

作者：刘帅乔颖罗雄飞赵怡婧王宏安中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 人机交互北京市重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

随着工业物联网(industrial Internet of things,IIoT)的不断发展,越来越多的设备和传感器开始连接到网络中,产生了大量的时间序列数据(简称“时序数据”),时序数据爆炸式的增长给数据库管理系统带来了新的挑战:持续高吞吐量数据摄取、... 详细信息

随着工业物联网(industrial Internet of things,IIoT)的不断发展,越来越多的设备和传感器开始连接到网络中,产生了大量的时间序列数据(简称“时序数据”),时序数据爆炸式的增长给数据库管理系统带来了新的挑战:持续高吞吐量数据摄取、低延迟多维度数据查询、高性能时间序列索引以及低成本数据存储.近年来时序数据库技术已经成为一个研究热点,一些学者对时序数据库技术进行了深入的研究,同时出现了一些专门用于管理时序数据的时序数据库,并且已经被应用在多个领域,成为工业物联网中不可缺少的关键组成.现有的时序数据库相关综述侧重于时序数据库的功能和性能比较,以及在特定领域中对时序数据库的选择建议,缺少对时序数据库持久化存储、查询、计算和索引等关键技术的研究,同时这些综述工作出现的时间较早,缺少对现代时序数据库关键技术的研究.对学术界时序数据存储研究和工业界时序数据库进行了全面的调查和研究,凝练了时序数据库的4类关键技术:1)时间序列索引优化技术;2)内存数据组织技术;3)高吞吐量数据摄取和低延迟数据查询技术;4)海量历史数据低成本存储技术.同时分析总结了时序数据库评测基准.最后,展望了时序数据库关键技术在未来的发展方向.

关键词：工业物联网时序数据时序数据库时序数据压缩时序数据存储

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基于虚实融合的多物理仿真高空应激诱发系统

实验室研究与探索 2024年第6期 79-83页

作者：成贤锴刘帅鲍本坤中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

针对目前高空作业人员初期训练手段较少、安全性不高等问题，研制一套虚实融合的高空应激诱发系统，系统由物理反馈、高空虚拟场景和多维数据传输等模块组成。对木板进行倾斜角度设计和静应力载荷仿真，在保障系统安全的前提下提升高空... 详细信息

针对目前高空作业人员初期训练手段较少、安全性不高等问题，研制一套虚实融合的高空应激诱发系统，系统由物理反馈、高空虚拟场景和多维数据传输等模块组成。对木板进行倾斜角度设计和静应力载荷仿真，在保障系统安全的前提下提升高空应激强度；构建迷雾粒子特效，消除高空虚拟场景边界线暴露问题，同时减少渲染内容以提高帧率；组织志愿者身穿智能衣采集生理数据，验证系统效果。结果表明，与其他高空应激范式相比，系统心理应激诱发程度较高，可用于高空应激测试训练与儿童防坠楼教育。

关键词：虚实融合多物理仿真高空应激诱发