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PEMFC催化层耦合气体电荷传输过程的介观模拟

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化工学报 2024年

作者：豆少军郝亮上海理工大学能源与动力工程学院动力工程多相流动与传热上海市重点实验室

重建了质子交换膜燃料电池（PEMFC）催化层的多孔结构，并通过格子玻尔兹曼Shan-Chen模型模拟了催化层中水的毛细冷凝过程，分析了运行湿度和液态水分布对质子传导、电化学活性面积和气体传输的影响规律。基于开发的耦合阴极氧传输、质... 详细信息

重建了质子交换膜燃料电池（PEMFC）催化层的多孔结构，并通过格子玻尔兹曼Shan-Chen模型模拟了催化层中水的毛细冷凝过程，分析了运行湿度和液态水分布对质子传导、电化学活性面积和气体传输的影响规律。基于开发的耦合阴极氧传输、质子传导及电化学反应的介尺度电化学模型，解析了不同操作条件下催化层中的物理量分布并获得了催化层极化曲线，进一步研究确定了催化层运行的最佳相对湿度为95%-98%。

关键词：燃料电池催化层介尺度数值模拟液态水

基于改进的多目标量子遗传算法的高速服务区综合能源管理

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电网技术 2022年第5期46卷 1742-1751页

作者：王飚赵微微林少军柯吉吴浩长安大学电子与控制工程学院陕西省西安市710064

目前我国高速服务区和电动汽车的电力大部分来源于传统能源,间接增加了碳排放。为减少高速服务区和电动汽车用电对环境的污染,文章引入清洁能源自洽率,提出一种光储换一体化的高速服务区的能源管理与服务策略,旨在充分保障电动汽车换电... 详细信息

目前我国高速服务区和电动汽车的电力大部分来源于传统能源,间接增加了碳排放。为减少高速服务区和电动汽车用电对环境的污染,文章引入清洁能源自洽率,提出一种光储换一体化的高速服务区的能源管理与服务策略,旨在充分保障电动汽车换电服务的基础上,最大限度地提高经济效益和清洁能源自洽率。针对高速服务区的能源管理与服务策略的优化问题,文章提出一种改进的多目标量子遗传算法。由于传统量子遗传算法存在过早收敛、灵活性差且易陷入局部最优的不足,首先在种群初始化过程中引入小生境协同进化策略,其次对交叉概率、变异概率及旋转角采用自适应调整并改进量子旋转门,然后采用精英保留策略,以提高收敛速度并增加种群的多样性。最后,该方案在光储换一体化的某离网高速服务区微网模型进行了仿真验证,结果表明在保证电动汽车换电需求下,系统实现了经济效益和清洁能源自洽率的双提升,达到了降低碳排放的目的。

关键词：综合能源管理与服务策略清洁能源自洽率换电服务改进的多目标量子遗传算法

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表情变换时序特征下的驾驶人情绪识别研究

中国公路学报 2024年第5期37卷 343-355页

作者：董红召林少轩佘翊妮浙江工业大学智能交通系统联合研究所浙江杭州310023

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模... 详细信息

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模型的参数量,修改激活函数以增强模型对人脸表情中细节特征的表达能力,并在模型中增加性能优化层来提升模型的收敛性和泛化性。其次,分析表情时序变化与情绪状态之间的关系,研究时间序列演变的情绪表达方式,设计了包含表情时序转化、表情-情绪量化映射和时序情绪表达的驾驶人时序情绪识别方法。然后,采用Fer2013数据集,将所提出的VGG Lite驾驶人表情识别模型与其他模型进行比较验证,证明了该模型不仅可以保持高识别准确率,还有效降低了模型参数量,从而提高了识别速度,此外,采用自制数据集识别表情获得了98.8%的高准确率,证明了该模型能有效识别不同驾驶情境中的驾驶人表情。最后,以公交车驾驶人情绪识别为例对提出的时序情绪识别方法进行试验验证,结果表明,该方法能够准确识别驾驶人各种表情转换下的复杂情绪状态,平均识别率高于95%,比单帧情绪识别方法提升5%以上,每帧图像的情绪识别耗时平均低于0.03 s,每秒平均识别超过10帧,满足交通驾驶情绪识别的实时性要求。所提方法能够及时、准确地评估驾驶人的情绪状态,为提高交通系统整体安全性和效率提供了更有效的手段。

关键词：交通工程驾驶情绪时序情绪识别驾驶人情绪状态驾驶安全

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在场、及物与灵光:文学性若干特征辨识

当代文坛 2024年第2期 25-32页

作者：谢刚林少白福建师范大学文学院

文学性难以被说清,其在场却毋庸置疑。把握文学性也许只能靠心领神会,而非总结或分析。文学性不是一个幻相,它是缥缈的,但不是虚无的。从文学经验和现象中,借助参照和比较的视角,都能感应到文学性的存在。文学作为一种审美意识形态,既... 详细信息

文学性难以被说清,其在场却毋庸置疑。把握文学性也许只能靠心领神会,而非总结或分析。文学性不是一个幻相,它是缥缈的,但不是虚无的。从文学经验和现象中,借助参照和比较的视角,都能感应到文学性的存在。文学作为一种审美意识形态,既及物地介入历史与现实,融于社会总体意识形态中,又时常疏离于真与善及其他意识形态范畴,在某种程度上保持自身主体性。文学性是文学城堡的灵韵之光,是文学创作的原真性、创造性和历史感,在文学泛化、衍化和图像崛起的时代依然不会消散。

关键词：文学性纯文学及物性灵光

神经网络辅助理论本构模型预测高熵合金高温流动应力行为

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固体力学学报 2024年第3期 302-312页

作者：姜健胡涛庄三少冯淼林上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系(海洋工程国家重点实验室)

本文建立了一套确定双曲正弦Arrhenius型方程系数的神经网络模型，选取了高熵合金不同高温和应变速率下的流动应力预测来验证模型.首先采用Al0.3CoCrFeNi高熵合金进行检验，并与传统方法进行比较，结果表明，神经网络方法在高应变速率... 详细信息

本文建立了一套确定双曲正弦Arrhenius型方程系数的神经网络模型，选取了高熵合金不同高温和应变速率下的流动应力预测来验证模型.首先采用Al0.3CoCrFeNi高熵合金进行检验，并与传统方法进行比较，结果表明，神经网络方法在高应变速率和低温条件下得到的系数能够更好地描述试验热流应力.进一步采用均方根误差（RMSE）和相关系数（R）对模型结果和试验结果进行评估，神经网络方法在整体数据下的RMSE和R分别为27.7和0.985,优于传统方法的33.1和0.979.最后，利用该神经网络模型研究了其他高熵合金，如（CoCrNi）94Ti3Al3、FeCrCuNi2Mn2和AlCrCuFeNi的热变形行为，神经网络预测结果与试验结果吻合好，表明该神经网络模型具有较好的普遍适用性.

关键词：高熵合金高温变形神经网络本构方程

计及多堆燃料电池功率分配的电氢耦合系统分层控制策略

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电力建设 2024年

作者：李建林石泽林陈来军新能源光伏产业研究中心(青海大学) 国家能源用户侧储能创新研发中心(北方工业大学)

针对电氢耦合系统运行时单体燃料电池输出功率有限和工作效率低难以维持系统在复杂工况下稳定运行的问题，本文研究了多堆燃料电池系统（multi-stack fuel cell system，MFCS）功率分配策略，提出了一种计及多堆燃料电池功率分配的电氢... 详细信息

针对电氢耦合系统运行时单体燃料电池输出功率有限和工作效率低难以维持系统在复杂工况下稳定运行的问题，本文研究了多堆燃料电池系统（multi-stack fuel cell system，MFCS）功率分配策略，提出了一种计及多堆燃料电池功率分配的电氢耦合分层能量管理策略，将控制系统分为状态机控制层和设备控制层。以燃料电池运行效率最优为目标设计了多堆燃料电池功率分配方法，上层为状态机控制层，采集系统剩余功率、锂电池荷电状态(state of charge，SOC)和储氢罐的氢状态(state of hydrogen，SOH)将系统状态分为8种，下层为设备控制层，接收状态机发送的开关信号控制各设备选择不同的控制模式运行，使燃料电池尽可能运行于正常区间，提高燃料电池寿命和工作效率，减少系统运行状态的切换、提升电氢耦合系统抗扰动能力和光伏的高效利用。基于Simulink平台仿真验证了所提分层控制策略的正确性。

关键词：电氢耦合多堆燃料电池系统分层控制策略状态机控制

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链式回转弹仓区间不确定性动力学模型

兵工学报 2024年第6期45卷 1991-2002页

作者：赵伟侯保林闫少军鲍丹林瑜斌南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 内蒙古第一机械集团有限公司内蒙古包头014000

针对具有区间不确定性参数的辨识问题,提出一种基于区间可能度转换模型的区间不确定性参数的双层嵌套辨识(Double-layer Nested Identification,DNI)方法。通过将待辨识参数分为两类,利用DNI方法辨识出第1类确定性参数,再通过基于DNI思... 详细信息

针对具有区间不确定性参数的辨识问题,提出一种基于区间可能度转换模型的区间不确定性参数的双层嵌套辨识(Double-layer Nested Identification,DNI)方法。通过将待辨识参数分为两类,利用DNI方法辨识出第1类确定性参数,再通过基于DNI思想的区间优化方法优化第2类区间不确定性参数的区间范围;面向嵌套策略类型方法计算量庞大且效率低的问题,选用贝叶斯优化-粒子群优化(Bayesian Optimization-Particle Swarm Optimization,BO-PSO)方法作为内层算法以提高求解效率。DNI方法的内层利用BO-PSO方法计算区间上下界,外层利用改进型布谷鸟搜索(Improved Cuckoo Search,ICS)方法辨识特定参数。为进一步缩短求解时间,提出一种ICS多核极限学习机(ICS-Multiple Kernel-Extreme Learning Machine,ICS-MK-ELM)代理模型,ICS-MK-ELM代理模型克服了人工调节每个核函数超参数的困难,并且模型预测精度明显高于核ELM(Kernel ELM,KELM)和MK-ELM;将DNI方法应用于链式回转弹仓的参数辨识,解决了链式弹仓具有区间不确定性参数的辨识困难的问题,参数辨识结果表明所提DNI方法以及基于DNI思想的区间优化方法具有更高的精度和稳定性。

关键词：不确定性区间可能度弹仓参数辨识多核极限学习机贝叶斯优化布谷鸟搜索方法

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基于线性强化结构应变法的低周疲劳分析

铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 759-768页

作者：邱广宇史少聪梁广源李向伟裴宪军大连交通大学机车车辆工程学院辽宁大连116028 中车广东轨道交通车辆有限公司广东江门529100 中国中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔161002 东南大学机械工程学院江苏南京211189

焊接结构的低周疲劳分析对于轨道车辆尤为重要。为了有效评估焊接结构的低周疲劳,提出一种基于线性强化本构的结构应变数值计算方法。该方法基于经典板壳理论和弹塑性力学。通过考虑材料的应变硬化行为,将材料的真实应力应变关系简化为... 详细信息

焊接结构的低周疲劳分析对于轨道车辆尤为重要。为了有效评估焊接结构的低周疲劳,提出一种基于线性强化本构的结构应变数值计算方法。该方法基于经典板壳理论和弹塑性力学。通过考虑材料的应变硬化行为,将材料的真实应力应变关系简化为线性强化本构关系。利用有限元分析软件ABAQUS和Fe-safe计算焊接结构焊趾位置的结构应力,给出基于径向回退算法的线性强化本构塑性修正模型。利用MATLAB编写结构应变数值计算程序对结构应力进行塑性修正,并计算结构应变。基于该结构应变,给出了考虑板厚效应和载荷模式的等效结构应变范围计算公式,利用主应变-寿命曲线分析低周疲劳数据,建立了广泛用于轨道车辆的Q450高强度耐候钢材料制成的3种焊接接头的有限元模型。采用结构应力法的主应力-寿命曲线和结构应变数值计算方法的主应变-寿命曲线对试验获得的疲劳数据进行分析,并对比2种方法计算的等效结构应变范围。结果表明,各焊接接头的试验数据均分布在主应变-寿命曲线的线性窄带内,验证了结构应变数值计算法的可行性;与结构应力法相比,结构应变数值计算方法能更好地反映低周疲劳过程中材料的应变硬化现象,更适用于焊接结构的低周疲劳评估。该方法对轨道车辆焊接板结构的低周疲劳评估具有研究价值。与传统的通过提取节点力的方式计算结构应力和结构应变参数的方法相比,利用MATLAB编写结构应变数值计算程序极大地提高了结构应变参数计算的效率。

关键词：焊接接头低周疲劳结构应变线性强化本构主应变-寿命曲线

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40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

红外与激光工程 2024年第3期53卷 41-51页

作者：王小坤陈俊林罗少博曾智江李雪中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段... 详细信息

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供。杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节。针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K。40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。

关键词：杜瓦冷光学量子阱二类超晶格 40 K温区