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铁路线站设计用几何计算内核的构建与应用

铁道工程学报 2024年第2期41卷 86-92,99页

作者：许胜博中国铁路设计集团有限公司天津300142

研究目的:传统铁路线站设计软件高度依赖于特定的图形平台,限制了软件的可移植性和独立性,不利于铁路线站设计软件的自主发展。为此,本文通过对线站设计用几何计算内核架构、几何算法及第三方图形平台解耦机制的研究,旨在构建一个独立... 详细信息

研究目的:传统铁路线站设计软件高度依赖于特定的图形平台,限制了软件的可移植性和独立性,不利于铁路线站设计软件的自主发展。为此,本文通过对线站设计用几何计算内核架构、几何算法及第三方图形平台解耦机制的研究,旨在构建一个独立于图形平台的铁路线站设计用几何计算内核,使得线站设计业务逻辑与特定图形平台解绑,使其能够适应不同的操作系统和图形平台,从而提高铁路线站设计软件研发的自主性。研究结论:(1)本文提出的几何计算内核架构可扩展性强,核心算法通用度高,能够满足各类铁路线站设计场景;(2)与第三方图形平台相比,本文提出的几何计算内核在铁路线站线型支持、绘制方法、计算精度、计算效率、跨平台移植方面具有明显优势;(3)通过在实际生产项目上的应用,证明了本文提出的几何计算内核可作为线站设计软件研发的底层内核,同时通过对线型定义层的拓展,几何内核构建方法及相关解耦机制也可为其他线性工程设计软件的自主研发提供借鉴。

关键词：铁路线站设计软件几何计算内核缓和曲线算法图形平台解耦

Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜力学性能、抗氧化及疏水性能

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材料工程 2024年第2期52卷 190-197页

作者：李仲博中国航发北京航空材料研究院北京100095

利用物理气相沉积(PVD)技术交替沉积Ti_(3)AlN和ZrYN纳米层,制备一系列具有不同ZrYN纳米层厚度(l)的Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,纳米压痕仪,显微硬度计及接触角测量仪等研究不同l对Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜力学、抗氧化... 详细信息

利用物理气相沉积(PVD)技术交替沉积Ti_(3)AlN和ZrYN纳米层,制备一系列具有不同ZrYN纳米层厚度(l)的Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜,并通过XRD,SEM,纳米压痕仪,显微硬度计及接触角测量仪等研究不同l对Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜力学、抗氧化以及疏水性能的影响。结果表明:当Ti_(3)AlN和ZrYN纳米层厚度分别为10 nm和1 nm时,纳米多层膜具有高硬度(H=26.8 GPa)和优异的断裂韧度(Kf=4.21 MPa∙m^(1/2))。硬度和断裂韧度的提高可能是因为,当l较小时,纳米层间形成良好的c-Ti_(3)AlN/c-ZrYN共格外延结构,可以有效阻碍位错的产生和滑移。高密度的异质界面可使微裂纹发生连续偏转,有效延长裂纹扩散路径的同时消耗裂纹传播能量,从而提高断裂韧度。同时,较小的l也易于获得优异的抗氧化性能,l较小时Ti_(3)AlN纳米层占主导地位,Al倾向于在表面形成致密的Al_(2)O_(3)层,阻碍氧气向薄膜内部扩散。此外,Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜表面形成的结瘤缺陷增加表面粗糙度,使得薄膜的疏水性能得到提高,从而使其在潮湿环境中不易快速发生腐蚀。

关键词： Ti_(3)AlN/ZrYN纳米多层膜力学性能抗氧化性疏水性

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钛掺杂磷酸铁锂的合成及其充放电性能研究

有色金属科学与工程 2024年

作者：吴彭森王洋葛佳佳李紫金李珍珍邱冠周中南大学资源加工与生物工程学院河南佰利新能源材料有限公司

元素掺杂是提高磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料充放电性能的主要途径之一。以TiO2为钛源，采用高温固相还原法合成了Ti 掺杂的LiFePO4，通过XRD、XPS、SEM和BET等技术表征了钛掺杂LiFePO4的结构组成、微观形貌和理化性能，进而对组成-结构... 详细信息

元素掺杂是提高磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料充放电性能的主要途径之一。以TiO2为钛源，采用高温固相还原法合成了Ti 掺杂的LiFePO4，通过XRD、XPS、SEM和BET等技术表征了钛掺杂LiFePO4的结构组成、微观形貌和理化性能，进而对组成-结构与其充放电性能之间的影响关系进行了研究。结果表明：钛掺杂LiFePO4在0.1 C和1 C倍率下的首次放电比容量最高达到161.9 mAh/g和150.8 mAh/g，分别比未掺杂钛的LiFePO4提高4.72%和7.48%，且在1 C倍率下循环150周后容量保持率高达98.54%。这主要归因于Ti4+取代Fe2+进入LiFePO4晶格，稳固晶体结构的同时会抑制晶粒的二次生长，导致Li+脱/嵌路径减小，迁移效率加快，进而提高了LiFePO4的放电比容量、倍率以及循环性能。

关键词：钛掺杂磷酸铁锂充放电性能

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脂润滑弧齿锥齿轮热弹流润滑与效率研究

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 323-334页

作者：王振博郑鹏沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,... 详细信息

基于油动重载四旋翼无人机的特殊应用条件,研究了无人机齿轮箱内脂润滑弧齿锥齿轮的润滑状态及啮合效率.推导了适用于弧齿锥齿轮的脂润滑雷诺方程,采用计算油膜剪切力和微凸体接触摩擦力组成的复合摩擦系数代替摩擦系数经验公式的方法,研究了在无人机各种工况下的齿面润滑情况和啮合效率.结果表明,本研究中提出的考虑粗糙度的脂润滑雷诺方程能够很好预测文献中的试验结果;弧齿锥齿轮的齿面较为复杂,不能用油润滑的中心油膜厚度算法近似估计脂润滑弧齿锥齿轮整个齿面上的润滑状态;1个啮合周期内的齿面摩擦系数在节点处最大;低转速情况下,齿面将进入混合润滑状态;1个啮合周期内啮合效率的变化与啮合位置密切相关,在啮入点处效率最低;在转速不变的前提下,润滑脂黏度越高,效率损失越大.

关键词：啮合效率热弹流润滑状态摩擦系数混合润滑

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耦合等离激元体系的复频率分析(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 301-306页

作者：曾可博张霜香港大学物理系新基石科学实验室中国香港999077

耦合等离激元体系在光场调控、光学传感、光学成像及光电器件等领域中有着广泛应用。目前,阻碍耦合等离激元进一步实用化发展的关键问题是金属材料具有较大的损耗。结合数值仿真方法,从理论上研究了耦合等离激元的损耗机理,并进一步分... 详细信息

耦合等离激元体系在光场调控、光学传感、光学成像及光电器件等领域中有着广泛应用。目前,阻碍耦合等离激元进一步实用化发展的关键问题是金属材料具有较大的损耗。结合数值仿真方法,从理论上研究了耦合等离激元的损耗机理,并进一步分析复频率光源激励对耦合等离激元体系的作用,提出了通过合成复频率波的方法来补偿损耗,从而恢复被削弱的耦合共振信号。所提优化手段具有泛用性高且无需额外成本的优势,研究结果对耦合等离激元体系在各个领域中的研究发展具有借鉴意义,有利于挖掘该体系的潜在应用价值。

关键词：物理光学纳米光学等离激元复频率波光学传感

植物阴极-沉积型微生物燃料电池处理含铬废水

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中国给水排水 2024年第7期40卷 27-35页

作者：吴卿马梦醒李倩男刘洁琼彭森天津大学环境科学与工程学院天津300350

应用植物阴极-沉积型微生物燃料电池(PC-SMFC)系统处理含铬废水及沉积物,探究了阴极材料和植物对PC-SMFC系统去除污染物效果及产电性能的影响。结果表明,以不锈钢网为阴极集电装置、菖蒲为植物的PC-SMFC装置的处理效果最佳,当上覆水Cr^(... 详细信息

应用植物阴极-沉积型微生物燃料电池(PC-SMFC)系统处理含铬废水及沉积物,探究了阴极材料和植物对PC-SMFC系统去除污染物效果及产电性能的影响。结果表明,以不锈钢网为阴极集电装置、菖蒲为植物的PC-SMFC装置的处理效果最佳,当上覆水Cr^(6+)初始浓度为108.14mg/L、COD初始浓度为978 mg/L时,可获得的最大输出电压和输出功率密度分别为0.4990 V和14.87 mW/m^(2),对上覆水中COD、Cr^(6+)的去除率分别为93.66%和99.29%,对沉积物中有机质和Cr^(6+)的去除率分别为15.69%和79.11%,对总铬的固定率为65.33%。经PC-SMFC系统处理后,各装置沉积物中生物有效态铬向较为稳定的铁锰结合态和残渣态铬转化,即PC-SMFC对稳定沉积物中的铬具有促进意义。

关键词：植物阴极-沉积型微生物燃料电池含铬废水底泥阴极材料

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驻马店—遂平一带地热资源赋存规律研究

华北水利水电大学学报（自然科学版） 2014年第6期35卷 37-41页

作者：刘华平彭森博李扬河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院河南郑州450001

利用已有的地热地质成果,以驻马店—淮滨凹陷带（驻马店—遂平段）地热田为研究区,采用物探和地球化学调查等方法,研究区域地热资源赋存规律,为地热资源保护与综合开发利用提供依据.通过测定同位素氘、氚、14C、18O可知,地热田地热流体... 详细信息

利用已有的地热地质成果,以驻马店—淮滨凹陷带（驻马店—遂平段）地热田为研究区,采用物探和地球化学调查等方法,研究区域地热资源赋存规律,为地热资源保护与综合开发利用提供依据.通过测定同位素氘、氚、14C、18O可知,地热田地热流体年龄为2.6万-3.0万a,地热田及区域地热流体补给来源于驻马店市西部山前地带;依据地热田地质条件,采用热储法和回收率法进行了地热资源储量和地热流体可采资源储量的计算与评价.结果可知：驻马店—遂平一带地热区热储量为2.14×10^19J;地热流体可开采量为1.14×10^7m^3/a;地热田地热流体属理疗热矿水,可用于理疗、洗浴.

关键词：地热资源地热储层状热储地热储量地热流体可开采量

融合分层分块信息的轧制过程运行状态评估方法及应用

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控制与决策 2024年第8期39卷 2694-2702页

作者：张永博张凯彭开香杨朋澄北京科技大学自动化学院工业过程知识自动化教育部重点实验室

工业过程运行状态评估方法是对过程当前运行状态进行合理的评价,为工业过程的安全、高效运行提供有益的指导.带钢轧制过程具有流程长且系统层级多等特点,而传统的运行状态评估往往采用集中式的评估方法,难以对轧制过程全流程的运行状态... 详细信息

工业过程运行状态评估方法是对过程当前运行状态进行合理的评价,为工业过程的安全、高效运行提供有益的指导.带钢轧制过程具有流程长且系统层级多等特点,而传统的运行状态评估往往采用集中式的评估方法,难以对轧制过程全流程的运行状态进行合理的评估.针对此问题,提出一种融合分层分块信息的轧制过程运行状态评估方法.采用一种多层级分块的评估策略,将全流程分为若干个层级和子块,提高评估结果的可解释性.提出一种联合核主成分分析(kernel principal component analysis, KPCA)和t-分布随机邻域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)的特征提取方法,并行地提取全局和局部的特征信息.进而,针对传统支持向量机(support vector machine, SVM)输出结果为硬判型输出,将SVM的输出结果映射为后验概率,并通过D-S证据理论融合多个层级的运行状态评估结果,从而实现决策层面的信息融合,提高评估结果的准确性.最后,将所提出方法应用于实际带钢轧制过程,与各类传统的方法相比评估准确率提高近18%.

关键词：流程工业运行状态评估特征提取 D-S证据理论热连轧过程

两株耐铬菌的分离鉴定及对Cr(Ⅵ)污染土壤的治理

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安全与环境学报 2024年第6期24卷 2399-2408页

作者：吴卿李倩男张颖刘睿怡彭森万芮含天津大学环境科学与工程学院天津300350

为实现高质量比铬污染场地的微生物修复,从华北某废弃铬盐厂取土样分离出两株高效铬还原菌,并对两株菌进行16S rRNA鉴定,分别命名为Agrobacterium sp. Cr-1(Cr-1)和Lysinibacillus sp. Cr-2(Cr-2)。将两菌株分别投入高质量比铬污染土壤... 详细信息

为实现高质量比铬污染场地的微生物修复,从华北某废弃铬盐厂取土样分离出两株高效铬还原菌,并对两株菌进行16S rRNA鉴定,分别命名为Agrobacterium sp. Cr-1(Cr-1)和Lysinibacillus sp. Cr-2(Cr-2)。将两菌株分别投入高质量比铬污染土壤中,通过分析土壤Cr(Ⅵ)质量比、pH值、铬形态的变化,探究两菌株对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的治理能力。通过细菌多样性和代谢组学分析,根据细菌种类、代谢物和代谢物通路的差异分析了两菌株的Cr(Ⅵ)解毒及还原的原理。当反应42 d后,投加Agrobacterium sp. Cr-1和Lysinibacillus sp. Cr-2的土壤Cr(Ⅵ)质量比分别由1 100 mg/kg降至33.49 mg/kg和92.29 mg/kg。研究显示:两种菌株均能够实现对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的高效修复。

关键词：环境工程学 Cr(Ⅵ)污染土壤生物还原细菌多样性代谢组学