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设计理论与方法研究的回顾与展望

机械工程学报 2024年第13期60卷 2-20页

作者：孙之琳王凯峰顾佩华天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300354 天津大学浙江国际创新设计与智造研究院绍兴312099

分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词,梳理设计理论与方法研究的发展历程;分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系,从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进行... 详细信息

分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词,梳理设计理论与方法研究的发展历程;分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系,从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进行分类总结,阐述各类方法的概念、特点及应用范围。从设计过程表达、设计知识管理以及设计评价决策的角度,总结促进设计理论进步的关键技术。最后从面向复杂系统的设计、人工智能与设计以及环境友好的绿色设计三个方面对未来研究趋势进行展望。

关键词：设计理论设计方法制造技术信息技术

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雄安新区地下水人工补给促渗机制研究

雄安新区地下水人工补给促渗机制研究

作者：孙邱杰吉林大学

学位级别：硕士

地下水超采及引发的环境负效应可以通过地下水人工补给得到解决,但由于补给条件的限制以及回灌中的堵塞问题,人工补给技术的实施和推广受到了严重影响。因此,如何提高人工补给工程的效率,并将水源安全地储蓄到目标含水层是当前的研究重... 详细信息

地下水超采及引发的环境负效应可以通过地下水人工补给得到解决,但由于补给条件的限制以及回灌中的堵塞问题,人工补给技术的实施和推广受到了严重影响。因此,如何提高人工补给工程的效率,并将水源安全地储蓄到目标含水层是当前的研究重点。本文以雄安新区及所在流域平原区为研究区,尽管区内通过生态补水减少了对地下水的开采,但仍存在容城和雄县两个较大的降落漏斗区,且季节性地表水资源丰富,故仍有开展地下水人工补给的需求。在梳理人工补给方法及相关促渗技术的基础上,根据研究区的人工补给条件,以维持和提高人工补给系统的补给能力为目的,开展了一系列研究,取得的主要研究成果如下:(1)通过综合分析研究区的地质条件和水文地质条件,将补给水源、储水条件、入渗能力等作为评价要素,编制了研究区人工补给适宜性分区图。考虑到补给目的以及补给工程开展的可持续性,确定区内的南拒马河和白沟引河沿岸为典型适宜区域,且适用井灌补给和河道改造补给。(2)针对典型适宜区适用的井灌补给方式,基于回灌过程中的悬浮物(物理)堵塞,开展了室内井灌促渗机制探究实验,结果表明:在常规井中,通过井壁填砾层存在的水-岩界面效应以及填砾层对悬浮物的过滤、吸附作用,可防止水源中95%左右悬浮物进入含水层;但经过长时间回灌,仍会造成较严重的含水层堵塞。而促渗井通过内井填砾,延长了水源至含水层的入渗途径,改变了堵塞的发生位置,并在促渗井的井口就能净化水源(过滤和吸附水中的悬浮物),进而将补给系统维持高回灌效率(>60%)的时间至少延长了7倍。此外,应用阶梯式变压力回灌等工艺操作,还能将维持相对高渗透系数(>70%)的时间延长1.47倍。(3)根据室内实验条件,建立了基于多孔介质变饱和渗流过程的促渗模型,定量化模拟促渗实验过程和结果及回灌中的悬浮物堵塞进程。通过对比实验结果和调整模型参数,所建立的模型能较准确地反映出悬浮物在介质中迁移、沉积以及影响介质渗透能力的过程。在进行促渗效果模拟预测时,发现联合应用两类措施,即改变堵塞发生部位和控制水源中悬浮物浓度,可进一步提高回灌效率。(4)将室内实验涉及的促渗技术应用于典型适宜区的试验场地,进行了井灌补给场地试验,其中促渗井的回灌效果良好。相较常规井,促渗井可将长期稳定的补给速率提高约77%,保持高效率的时间延长近24倍。此外,促渗井对维持和改善回灌井附近地层渗透系数的效果更好,故具备安全、高效和经济的实际应用价值。

关键词：地下水人工补给井灌补给促渗技术堵塞控制促渗效果评价

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雍正乾隆粉彩瓷人物图像叙事研究

雍正乾隆粉彩瓷人物图像叙事研究

作者：孙贾康景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

人物图像叙事作为陶瓷彩绘装饰的重要内容,在唐代的长沙窑和宋代的磁州窑中均有大量出现,这种现象一直影响到元代的青花,明代的五彩、斗彩等,发展至清代又得到快速发展,人物图像叙事也在不同时期呈现出不同的装饰题材,像康熙时期的农耕... 详细信息

人物图像叙事作为陶瓷彩绘装饰的重要内容,在唐代的长沙窑和宋代的磁州窑中均有大量出现,这种现象一直影响到元代的青花,明代的五彩、斗彩等,发展至清代又得到快速发展,人物图像叙事也在不同时期呈现出不同的装饰题材,像康熙时期的农耕、渔家乐类;雍正时期的市井生活类,乾隆时期的对外交流等。通过人物图像叙事反映不同时期的社会生活和社会文化。笔者整理了雍正、乾隆时期的粉彩瓷上人物图像叙事,结合古代文献资料和博物馆藏品以及现代的一些专著、论文研究成果等。采用图像学、比较学、类型学等研究方法对有关资料进行整理分析,深入探索雍正、乾隆时期的社会背景,御、民窑的制瓷状况,粉彩人物图像叙事的发展过程,重点去分析雍正乾隆时期的人物图像叙事的题材和表现形式。最后对文章进行了概括和总结,得出以下结论:一是粉彩瓷不同时期人物图像叙事特征;二是粉彩瓷的形成和发展推动了人物图像叙事的表现;三是粉彩瓷御、民窑人物图像叙事的差异。

关键词：人物图像粉彩瓷叙事研究

NLOS环境下基于UWB的室内定位算法研究

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NLOS环境下基于UWB的室内定位算法研究

作者：孙曾阳南京信息工程大学

学位级别：硕士

细胞肿大虹彩病毒RBIV-C1调控大菱鲆（Scophthalmus maximus）microRNA表达谱及泛素化系统研究

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细胞肿大虹彩病毒RBIV-C1调控大菱鲆（Scophthalmus maximus）mic...

作者：孙向怡烟台大学

学位级别：硕士

细胞肿大虹彩病毒(Megalocytivirus)是一类大型的双链DNA病毒,对多种经济鱼类都具有高感染率和致死率,给我国的水产养殖业造成了严重损失。病毒的成功感染或清除主要取决于病毒致病力和宿主抗病毒免疫之间的博弈结果。病毒通过多种策略... 详细信息

细胞肿大虹彩病毒(Megalocytivirus)是一类大型的双链DNA病毒,对多种经济鱼类都具有高感染率和致死率,给我国的水产养殖业造成了严重损失。病毒的成功感染或清除主要取决于病毒致病力和宿主抗病毒免疫之间的博弈结果。病毒通过多种策略阻止或者逃逸宿主的免疫杀伤,而宿主也进化出了多种多样的免疫机制以抵抗病毒的侵染。MicroRNAs(miRNAs)是一种非编码的小分子RNA,在调节宿主抗病毒免疫反应中发挥重要作用。为揭示miRNAs在细胞肿大虹彩病毒感染过程中的作用机制,发现受虹彩病毒感染显著调控的miRNAs网络,本研究对感染条石鲷虹彩病毒-中国1(Rock Bream Iridovirus-Chain 1,RBIV-C1)第3、6和9天后的大菱鲆头肾进行了miRNA组学分析。共鉴定出247个差异表达的miRNAs(DEmiRs),其中125个为已知miRNA,122个为新发现miRNA。基于miRNA-mRNA的负相关分析,共鉴定出1173个上调和644个下调的靶基因(DEmR)。这些DEmRs主要富集在信号转导、内分泌系统、免疫系统、癌症和传染病相关的KEGG通路。本研究进一步构建和分析了免疫相关的DEmiRs-DemRs调控网络,揭示了RBIV-C1感染的免疫相关途径主要有模式识别受体、细胞凋亡、吞噬小体、自噬、肿瘤坏死因子信号、获得性免疫、细胞毒性和NF-κB信号等。另外,DEmiRs-DemRs调控网络还揭示了许多直接靶向RBIV-C1基因的已知和新的DEmiRs。泛素化修饰是真核细胞内广泛存在的一种翻译后修饰方式,在调节各种生理生化功能过程中发挥着重要的作用。已有研究表明,病毒可以通过其自身编码的泛素连接酶E3对宿主蛋白进行修饰或降解,直接影响宿主抗病毒信号的产生以及病毒的清除。前期研究发现细胞肿大虹彩病毒RBIV-C1能够利用宿主泛素蛋白酶体系统促进自身增殖。在本研究中,我们克隆并鉴定了一个病毒编码基因RNF64L,序列分析表明,RNF64L是一种RING finger家族的泛素连接酶E3,具有多聚泛素化酶活性。利用酵母双杂交结合pull-down技术,我们成功鉴定到一个RNF64L的互作蛋白,即大菱鲆的E2泛素结合酶(SmE2D2)。系统进化树分析表明,SmE2D2属于I类E2酶家族,该蛋白包含5个E3相互作用残基和1个活性位点(Cys85)。荧光定量PCR分析表明,SmE2D2基因在鱼体内不同组织器官中普遍表达,其表达水平在RBIV-C1感染的不同阶段有所不同。体外泛素化实验表明,在RNF64L存在下,SmE2D2具有泛素结合酶活性,而其突变体SmE2C85S失去了泛素结合酶活性。大菱鲆体内过量表达SmE2D2能显著促进RBIV-C1在体内的感染和复制过程,而过量表达其突变体SmE2C85S未见明显的促进作用。结果表明,SmE2D2是一种E2泛素结合酶,可被RBIV-C1劫持以促进其有效侵染和复制。本研究首次明确了RBIV-C1感染调控的大菱鲆microRNA-mRNA调控网络,初步揭示了RBIV-C1劫持宿主泛素化系统的感染机制,为深入了解病毒免疫逃逸和宿主抗病毒免疫机制提供了理论依据,也为细胞肿大虹彩病毒高效免疫防控技术的研发奠定了基础。

关键词：细胞肿大虹彩病毒大菱鲆 microRNA 泛素连接酶泛素结合酶

弹力带训练对高中竞技健美操男运动员核心力量及专项技能影响的实验研究

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弹力带训练对高中竞技健美操男运动员核心力量及专项技能影响的实...

作者：孙小童广州体育学院

学位级别：硕士

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汽车继电器可靠性试验设计及寿命预测

汽车继电器可靠性试验设计及寿命预测

作者：孙墨吉林大学

学位级别：硕士

新能源汽车高压继电器是隔离大电流的自动开关元件,其功能保持性即可靠性直接影响整车运行的安全性和寿命。高压继电器产品长寿命、试验成本高的特点,致使其难以进行批量试验。因此,如何充分利用有限小样本信息来实现产品寿命评估并设... 详细信息

新能源汽车高压继电器是隔离大电流的自动开关元件,其功能保持性即可靠性直接影响整车运行的安全性和寿命。高压继电器产品长寿命、试验成本高的特点,致使其难以进行批量试验。因此,如何充分利用有限小样本信息来实现产品寿命评估并设计试验、预测寿命成为目前急需解决的一个重要问题。本文以高压直流继电器为研究对象,经失效机理分析和可靠性建模确定退化参数、影响因素和可靠性水平;经电弧仿真分析识别关键影响因素;基于加速模型、行业标准设计加速退化试验时间,经数据预处理及退化模型优选,预测继电器寿命。论文的主要研究内容如下:(1)继电器可靠性分析。结合现场试验数据进行失效模式及机理分析,确定退化参数为接触电阻、动作时间、吸合时间、回跳时间,影响因素为环境温度、分断电流、触点间隙;针对随机逐次截尾小样本数据,应用平均秩次法修正故障秩次,经参数估计与线性相关性检验、K-S检验,构建可靠性模型,评估可靠性水平。(2)继电器电弧仿真分析。为了识别环境温度、分断电流、触点间隙对继电器触头温度影响的主次顺序,进行了基于磁流体动力学理论的继电器电弧仿真分析;通过模拟电弧温度分布以及对触头温度分布的影响刻画电弧特性,得出环境温度和分断电流大小对于触头温度的变化影响较为显著,为后续加速退化试验影响因素选取提供仿真验证依据。(3)继电器试验设计与寿命预测。依照国家标准GB/T29309-2012和产品技术规范,确定样本数量和试验参数;考虑试验影响因素、水平进行试验方案设计,根据阿伦尼斯模型和逆幂律模型设计加速退化试验时间;应用异常值剔除,小波变换Mallat算法和均值滤波三种方式对采集的试验数据预处理,建立基于LSSVM的回归模型和基于Wiener过程的加速退化模型,并通过评价指标集进行模型优选,从而完成继电器寿命预测。

关键词：继电器加速退化试验电弧仿真 Wiener过程寿命预测

计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型以及最优检修策略

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电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 154-166页

作者：陈伟孙存育裴婷婷李明兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

针对现有光伏发电系统维修策略研究中通常仅考虑劣化状态导致维修决策不合理等问题,提出了一种计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型及最优检修策略。首先,以离散状态下的Markov过程为基础,将随机故障对维修策略的影响引... 详细信息

针对现有光伏发电系统维修策略研究中通常仅考虑劣化状态导致维修决策不合理等问题,提出了一种计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型及最优检修策略。首先,以离散状态下的Markov过程为基础,将随机故障对维修策略的影响引入到光伏发电系统视情维修建模中,建立光伏发电系统计及劣化状态和随机故障状态的视情维修模型,定期检测光伏发电系统的状态。当系统状态超过预防性维修阈值时进行不完全维修;出现随机故障时进行最小维修;达到故障状态时进行更换。然后,以光伏发电系统长期稳定运行的最小总成本率为目标,采用一种改进的黏菌优化算法求取光伏发电系统最佳检测周期和预防性维修阈值。最后,以某光伏发电系统为例,通过对模型参数的灵敏度分析和传统不考虑随机故障维修模型的对比研究,验证了所提模型及策略的有效性和可行性。

关键词：光伏发电系统视情维修 Markov过程随机故障预防性维修阈值

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基于光储系统的三端口变换器研究

基于光储系统的三端口变换器研究

作者：孙薪盐城工学院

学位级别：硕士

近年来,世界格局风云突变,伴随着全球变暖以及自然环境的恶劣变化,传统的化石能源已经无法满足人们日益增长的生活需求,太阳能的开发作为新能源发展的首要目标,已成为各国研究学者的重点研究方向。作为最基本的新能源发展对象,太阳能有... 详细信息

近年来,世界格局风云突变,伴随着全球变暖以及自然环境的恶劣变化,传统的化石能源已经无法满足人们日益增长的生活需求,太阳能的开发作为新能源发展的首要目标,已成为各国研究学者的重点研究方向。作为最基本的新能源发展对象,太阳能有着绿色清洁、无限再生等优点,随着我国双碳政策对新能源发展的强力支持,光伏发电的研究正开展地如火如荼。由太阳能向电能的转换需要特定的变换器才能够实现,而传统的变换器结构复杂,转换效率低且维护成本高,因此高度集成的三端口变换器应运而生。本文从理论到实验一步一步地研究,具体内容如下:首先,对三端口变换器集成电路的拓扑分析,以提高转换效率和减小变换器体积为目标,通过元器件集成与支路合并的方法,完成了对非隔离型三端口变换器精简拓扑结构的研究,并通过时序分析,得出了开关管占空比取值范围与其对应的不同工作状态,并确定了不同工作模式的功率传输路径。其次,分别对光伏端、储能端和输出负载端的控制方式进行分析,通过对不同控制方式的组合进行比较分析,制定了光伏端采用扰动观察法和恒压控制法相结合、储能端采用恒压控制与恒流交替控制(CC/CV)以及输出负载端恒压控制的控制策略,并针对输出负载端电压输出纹波大、动态响应速度慢等缺点,提出了基于非固定PI参数的自整定控制方法进行优化。然后,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了Boost-TPC模型及相应的实验平台,对比了输出电压环在传统PI控制和非固定PI参数整定控制下输出动态响应的效果,结果表明:所提出的非固定PI参数控制对三端口变换器的输出动态响应改善显著。最后,搭建了非隔离型三端口变换器的实物实验平台,通过选取合适的元器件规格以及编写C语言程序,得出各个工作模式下正常工作的关键波形,验证了非隔离型三端口变换器工作模式的正常运行。

关键词：光伏系统能量管理三端口变换器 PI调节