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高原宾馆建筑电-热-氧联供系统容量优化配置

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太阳能学报 2024年第8期45卷 115-122页

作者：罗西潘梦钊刘艳峰西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055 绿色建筑全国重点实验室西安710055

以青海省祁连县某宾馆为案例展开分析,建立以系统最小费用年值为优化目标的高原宾馆建筑电-热-氧联供系统容量配置优化模型,并采用遗传算法求解以得到系统的最优容量配置。结果表明:与常规电-热联供系统相比,电-热-氧联供系统使电网供... 详细信息

以青海省祁连县某宾馆为案例展开分析,建立以系统最小费用年值为优化目标的高原宾馆建筑电-热-氧联供系统容量配置优化模型,并采用遗传算法求解以得到系统的最优容量配置。结果表明:与常规电-热联供系统相比,电-热-氧联供系统使电网供电比例由76.9%降低至29.8%;电-热-氧联供系统的费用年值比常规电-热联供系统减少1.2%,其中系统投资年值增加4.1%,系统年运行费用减少5.3%;电-热-氧联供系统的费用年值受购氧价格影响最大,当购氧价格为8元/Nm^(3)以上时,电-热-氧联供系统比常规电-热联供系统更具经济优势。

关键词：太阳能氢储能优化设计电-热-氧联供系统高原宾馆

基于机器学习的碳纤维复合材料损伤的声发射源定位研究

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基于机器学习的碳纤维复合材料损伤的声发射源定位研究

作者：梁雅钊河北大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料比强度和比刚度高,抗疲劳性能优异,广泛应用于航空航天、汽车、能源等诸多领域。受制造工艺和服役环境的影响,碳纤维复合材料结构不可避免的产生基体开裂、分层、纤维-基体脱粘和纤维断裂等损伤缺陷,甚至导致复合材料结... 详细信息

碳纤维复合材料比强度和比刚度高,抗疲劳性能优异,广泛应用于航空航天、汽车、能源等诸多领域。受制造工艺和服役环境的影响,碳纤维复合材料结构不可避免的产生基体开裂、分层、纤维-基体脱粘和纤维断裂等损伤缺陷,甚至导致复合材料结构在实际工况下产生失稳破坏。因此,开展碳纤维复合材料结构无损评价和健康检测研究,对确保复合材料结构的安全服役具有重要意义。声发射检测技术对动态损伤敏感,能够有效监测到复合材料结构的早期损伤,但碳纤维复合材料各方向的声速差异明显,仅通过实验手段难以表征声发射波在复合材料中的复杂传播与衰减特性。本文以碳纤维复合材料板和缠绕管为研究对象,充分考虑碳纤维复合材料的各向异性特征,通过有限元数值模拟和实验验证的手段,分析声发射波在复合材料中的传播与衰减特性,基于声发射信号的机器学习算法,构建反向传播神经网络模型,实现声发射源的精确定位,促进声发射技术在碳纤维复合材料结构早期损伤预报和健康监测中的应用。本文主要研究内容如下:（1）分析了碳纤维平纹编织复合材料板在0°、22.5°、45°、67.5°和90°五个方向和[±75°]10碳纤维缠绕复合材料管轴向的声发射波衰减系数及波速,结果表明,声发射波在复合材料板22.5°和67.5°方向上的衰减程度最为明显。200 mm内复合材料板衰减了约40 d B,复合材料管衰减了约42 d B。随着传播距离的增加,各个方向上的声发射波的衰减趋势逐渐趋向平缓,不再呈现出明显的衰减现象。同时,对两种试件进行了有限元模拟,模拟了声发射波在复合材料板和四种不同角度（0°、45°、60°、75°）的复合材料管上的传播,结果表明,声发射波在复合材料板上的传播呈现出菱形,在复合材料管上以椭圆形传播,相同的是,两种试件均是沿纤维方向的波速大于其他方向,并且模拟结果与实验结果在时域和频域上都具有较好的一致性。（2）将四个传感器之间的平均时差数据作为输入,声源位置作为输出,采用BP神经网络模型进行声发射定位研究。对于复合材料板,网络模型对声发射源坐标x值的预测结果绝对误差基本在±5 mm范围内,对声发射源坐标y值的预测结果绝对误差基本在±5.6 mm范围内。对于复合材料管,网络模型对复合材料管声发射源坐标x值的预测结果绝对误差基本在±3 mm范围内,对复合材料管声发射源坐标y值和z值的预测结果绝对误差基本在±1 mm范围内。对碳纤维复合材料层合板进行压痕实验,采用该模型进行损伤定位,结果显示定位结果绝对误差均在±7 mm范围内。结果表明,基于BP神经网络的声发射源定位方法可以准确预测声发射源位置。（3）将有限元模拟获得阵列中各传感器的位移数据,计算出相应时差作为输入训练用于声发射源定位的BP神经网络,在此基础上,利用实验得到的平均时差数据对定位模型进行验证。同时,采用到达时间差法对实验点进行定位。结果表明,基于BP神经网络和有限元法的声发射源定位模型能够正确预测声源位置。该结果与实验结果训练的模型误差基本一致,与到达时间差法相比,复合材料管的定位精度有了明显提高。将压痕实验相应时差数据作为输入验证模型对损伤定位的准确度,结果显示,声发射源预测结果与实际结果的误差都在2.8%（7mm）以内。验证了该方法能够准确的预测声发射源位置。

关键词：碳/环氧树脂复合材料声发射有限元模拟机器学习

我国饲料原料价格波动的非对称性与持续性研究——基于马尔科夫状态转换自回归模型的实证分析

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饲料研究 2024年第11期47卷 184-188页

作者：杨祥钊广西职业技术学院广西南宁530226

文章选择饲料行业信息网2002年1月——2022年4月小麦、玉米、大豆价格指数,使用马尔科夫区制转换模型,剖析全国饲料原料价格波动的非对称性和持续性。结果显示,我国饲料原料价格各阶段的波动风险与相互转移具有非对称性,即我国小麦价格... 详细信息

文章选择饲料行业信息网2002年1月——2022年4月小麦、玉米、大豆价格指数,使用马尔科夫区制转换模型,剖析全国饲料原料价格波动的非对称性和持续性。结果显示,我国饲料原料价格各阶段的波动风险与相互转移具有非对称性,即我国小麦价格、玉米价格、大豆价格滑落阶段波动风险大于升高阶段。我国小麦价格各阶段平均持续期与持续概率具有较大差距;在平均持续期,相较“滑落阶段”,玉米和大豆价格处在“升高阶段”的持续期明显高,而小麦价格的持续期与之相反;从持续概率分析,小麦处于“滑落阶段”的持续概率最大,玉米处于“升高阶段”的持续概率最大,与平均持续期结论相类似。研究对饲料原料价格稳定、推动饲料原料产业可持续发展具有重要参考价值。

关键词：价格波动饲料原料畜牧养殖业非对称性持续性

关节镜下由外向内缝合法与全内缝合法治疗腘肌腱区前方半月板松弛临床疗效的比较研究

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关节镜下由外向内缝合法与全内缝合法治疗腘肌腱区前方半月板松弛...

作者：杨文钊南昌大学

学位级别：硕士

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面向高速辊压成形的在线点云处理系统研究

面向高速辊压成形的在线点云处理系统研究

作者：吴本钊电子科技大学

学位级别：硕士

基于亥姆霍兹声学超材料的低频带隙分析与俘能特性研究

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基于亥姆霍兹声学超材料的低频带隙分析与俘能特性研究

作者：沈名钊西安理工大学

学位级别：硕士

水力发电系统中各种机械部件在运行时会产生不同频段的低频噪声,对水电站工作人员和水力设备带来的影响不容忽视,声学超材料的出现为解决水力发电系统中产生的低频噪音问题提供了新思路。声学超材料是具有亚波长尺寸的人工设计结构。当... 详细信息

水力发电系统中各种机械部件在运行时会产生不同频段的低频噪声,对水电站工作人员和水力设备带来的影响不容忽视,声学超材料的出现为解决水力发电系统中产生的低频噪音问题提供了新思路。声学超材料是具有亚波长尺寸的人工设计结构。当弹性波在声学超材料中传播时,会受到声学超材料内部结构的影响,使得声波在传播过程中存在着一种特殊的色散关系,因此为人为调控弹性波提供了可能。通过点缺陷的引入,可同时实现减振降噪与声能量采集。本文以谐振器为研究对象,通过改变声学超材料的几何结构从而改变了结构阻尼,使得带隙发生带隙超车与截断现象,最终得到低频宽带隙的声学超材料,为低频减振降噪提供新结构;研究了非定板谐振器排布数量和改变基板大小对声能量采集效率的影响,并进一步探究了定板上谐振器排布规律,为声能量采集器的设计提供思路,促进了声能量采集器微元化的发展。本文主要工作如下:(1)构建了一种新型的声学超材料,通过计算结构能带并结合传输谱说明该声学超材料的减振降噪能力,计算各点振动模态从而阐释能带形成机理,通过数学模型计算等效带隙频率。基于亥姆霍兹谐振腔共振理论分析带隙的影响因素并进行结构优化,最终使得其第一完全带隙带宽在1000Hz内高达758.1Hz。通过结构优化得到第一完全带隙的起始频率大小与所设计谐振腔的厚度、包覆层半径、亥姆霍兹谐振腔的高度、谐振器密度和基板密度比值成负相关,与基板厚度成正相关。(2)基于基尔霍夫薄板理论、板的扰度控制理论、各向同性铝基板和横观各向同性压电双晶片的本构关系以及机电耦合控制方程表示了二维声学超材料压电能量采集器能量输出性能与谐振器位置和结构整体刚度等参数的关系。利用控制变量法,将定板多变量对能量采集的影响规律简化为两个单变量的影响规律。使用有限元仿真计算,对模型的能带结构、振动模态、动能密度与开路电压等进行模拟。随着谐振器数量的增加,由缺陷导致的声能量采集效率逐步提高,而由结构共振导致的声能量采集效率随着结构变化呈现先增大后减小的趋势。结合缺陷和结构共振两种模式来看能量采集效率的最值,可以发现,随着谐振器数量的增加,能量采集效率逐步提高。随着基板大小的增加,缺陷模式声能量采集效率先提高,再逐渐减小,于84mm处取得峰值。而结构共振模式随着基板大小的增加而增加。整体上看,随着基板大小的增加,能量采集效率整体增加。最终得出,在定板84mm声能量采集时,存在最优谐振器排布6×6。(3)对仿真分析的方案进行试验,根据试验数据处理得到的扫频曲线和声压曲线来确定缺陷态位置分布;通过相位图、时域图分析来保证试验的可靠性;通过变电阻试验近似确定最大输出功率,从而对声能量采集器性能进行定量评价。试验结果所得出的规律与仿真规律保持一致,相互验证,为声能量采集器设计提供参考。

关键词：声学超材料减振降噪亥姆霍兹谐振腔低频宽带声能量采集

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全GFRP筋增强混凝土剪力墙抗震性能研究

全GFRP筋增强混凝土剪力墙抗震性能研究

作者：李志钊广州大学

学位级别：硕士

传统钢筋混凝土剪力墙在遭遇中大型地震后往往易产生显著残余变形,导致震后建筑修复难度大、成本高;且钢筋混凝土结构腐蚀现象普遍,严重威胁结构长期使用的安全性。GFRP筋具有轻质高强、耐腐蚀、线弹性和无磁性等特质,可以有效控制结构... 详细信息

传统钢筋混凝土剪力墙在遭遇中大型地震后往往易产生显著残余变形,导致震后建筑修复难度大、成本高;且钢筋混凝土结构腐蚀现象普遍,严重威胁结构长期使用的安全性。GFRP筋具有轻质高强、耐腐蚀、线弹性和无磁性等特质,可以有效控制结构损伤、提高可恢复性能;但目前对配置全GFRP筋混凝土剪力墙中的研究仍较少,且对结构设计参数对其抗震性能影响的研究仍有一定局限性。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对全GFRP筋增强混凝土剪力墙的抗震性能展开研究,结合低周往复循环加载试验分析其受力特征及破坏机理,并基于有限元数值模拟探究各设计参数对其抗震性能的影响规律,最后进一步为实际工程中的运用提出设计指导建议,具体内容如下:(1)抗震性能试验研究对3片GFRP筋混凝土剪力墙开展拟静力试验,详细记录试验过程中剪力墙构件的受力情况和裂缝发展,通过对试件的破坏模态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能分析、残余变形、筋材应变和变形占比等性能指标进行对比分析,探究高宽比和边缘约束构件对剪力墙抗震性能的影响。(2)数值分析模型建立基于Open Sees有限元软件对3片GFRP筋混凝土剪力墙建立数值分析模型,并根据试验结果和经验试算,确定剪力墙混凝土和GFRP筋的本构关系。并对本文设计试件和其他文献试件的滞回性能进行数值模拟,通过对比分析各性能指标,验证了数值分析模型的准确性和可靠性。(3)结构设计参数分析基于验证后的Open Sees数值模型,对比分析传统钢筋混凝土剪力墙和GFRP筋混凝土剪力墙的抗震性能,进一步探究混凝土强度、设计轴压比、墙体高宽比、边缘纵筋配筋率、腹板纵筋配筋率和截面形式等设计参数对GFRP筋混凝土剪力墙抗震性能和可恢复性能的影响规律,并结合数值模拟结果,提出设计指导建议。研究结果表明,全GFRP筋增强混凝土剪力墙在满足基本强度要求和变形水平的同时,可有效控制墙体残余变形,提高结构抗震韧性。对于高宽比较小的GFRP筋混凝土矮墙试件以剪切效应为主,容易发生脆性破坏,需对其设计轴压比和混凝土强度进行限制;而对于高墙试件以弯剪效应为主,体现出一定的侧向变形能力。边缘约束构件能有效抑制混凝土裂缝发展,提升GFRP筋混凝土剪力墙的承载能力和变形能力。

关键词： GFRP筋混凝土剪力墙抗震性能可恢复性能数值模拟

经颅光生物调节对记忆任务态脑网络拓扑的影响研究

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经颅光生物调节对记忆任务态脑网络拓扑的影响研究

作者：杜钊宁河北大学

学位级别：硕士

经颅光生物调节是近年兴起的一种非侵入性神经调节技术,使用600至1400 nm波长范围内的激光或发光二极管将近红外光传递到大脑,在治疗创伤性脑损伤、精神或神经疾病以及增强认知能力方面表现了巨大的临床应用潜力。工作记忆在许多认知功... 详细信息

经颅光生物调节是近年兴起的一种非侵入性神经调节技术,使用600至1400 nm波长范围内的激光或发光二极管将近红外光传递到大脑,在治疗创伤性脑损伤、精神或神经疾病以及增强认知能力方面表现了巨大的临床应用潜力。工作记忆在许多认知功能执行中具有至关重要的作用,光生物调节已被证明可以增强健康人的工作记忆能力,并且光生物调节对认知障碍相关疾病的治疗效果与对健康个体工作记忆能力的增强密切相关。然而,关于光生物调节对工作记忆能力的增强和其诱发的神经电生理效应之间的联系,尚未形成一致性结论。主要原因可能存在两个方面:一是,光生物调节的刺激参数复杂多样,如不同波长和刺激靶点。其中,左、右前额叶大脑皮层刺激靶点的选择仍存在争议,不同侧刺激靶点的研究结果具有较大差异。二是,大脑组织结构具有复杂性,导致单一事件相关电位生物标志物无法全面客观地揭示光生物调节对工作记忆能力的影响,在电生理效应层面的作用规律,需要更全面、更准确的表征方法。为了探究光生物调节对人脑工作记忆能力增强的关键因素,本文开展了两项实验研究。首先,为了筛选最优光刺激靶点,本文量化对比了异侧前额刺激靶点的经颅光生物调节电生理反应差异,在静息状态下采集受试者光生物调节后的脑电数据,经过预处理和后处理计算功能连接构建大尺度脑网络,使用基于图论的复杂网络分析方法量化脑网络拓扑度量。然后,将静息态实验中筛选出的光刺激靶点用于记忆任务实验,通过分析t PBM对任务态脑网络拓扑的调节效应与记忆任务行为表现之间的相关性,建立光生物调节对健康人工作记忆的影响和其诱发的神经电生理效应之间的联系。具体研究工作如下:(1)针对当前研究中尚未量化对比左、右侧前额叶皮层刺激靶点经颅光生物调节神经电生理效应的问题,本文开展了对健康人的异侧靶点光生物调节实验,受试者分为左侧前额光刺激组、右侧刺激组和对照组3组,采集每组受试者静息态脑电数据,构建脑功能网络,量化分析异侧靶点光生物调节对网络整体和局部拓扑度量的改变。结果显示不同侧靶点刺激下脑网络响应存在差异,靶向右侧前额叶皮层的刺激较靶向左侧的刺激在全脑功能连接层面改变幅度更大,并且右侧刺激对一些跨多个脑区的长程脑功能连接产生了显著的增强,促进了大脑远端区域和跨半球的信息交换。这些结果为后续实验提供了有效的光生物调节参数选择方案,并为研究经颅光生物调节的神经电生理效应提供了参考。(2)针对目前光生物调节对健康人工作记忆能力的增强和其诱发的神经电生理效应之间的联系尚未得到深入研究的问题,本文设计了记忆任务态经颅光生物调节实验,对受试者前额叶皮层进行光照刺激,采集其执行2分钟3-back记忆任务下的脑电数据,构建脑网络进行分析并统计行为学结果,建立光生物调节神经电生理效应与工作记忆行为表现之间的联系,结果显示光生物调节可以诱导健康人工作记忆状态大脑信息处理的枢纽性和半球偏侧化改变,并且光生物调节对人类记忆认知的增强,可能是通过影响这种枢纽性和偏侧化实现的。这一结果为光生物调节对人类工作记忆能力增强在神经电生理效应层面的作用机制提供了新的见解,并为未来针对认知记忆能力下降方面的非药物干预奠定了基础。

关键词：光生物调节工作记忆刺激靶点脑电图脑网络拓扑图论分析

EFHD2在脓毒症CD4+T细胞活化早期的作用机制研究

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EFHD2在脓毒症CD4+T细胞活化早期的作用机制研究

作者：张文钊中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士