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基于多尺度模型的锂离子电池电极微结构优化设计

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中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 65-77页

作者：刘彦瑾罗玖代耀符远翔衡益中山大学计算机学院广州510006 国家超级计算广州中心广州510006 广东省计算科学重点实验室广州510006 中山大学材料学院深圳518107 贵州理工学院化学工程学院贵州省高等学校能源化学特色重点实验室贵阳550003

锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)具有高比容量和良好的循环稳定性等优点,广泛应用于动力电池和储能领域.然而正极材料理论比容量不高,传统的制备过程会带来电极电化学性能不均匀等问题,制约了LIBs的进一步发展.电极多孔结构优... 详细信息

锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)具有高比容量和良好的循环稳定性等优点,广泛应用于动力电池和储能领域.然而正极材料理论比容量不高,传统的制备过程会带来电极电化学性能不均匀等问题,制约了LIBs的进一步发展.电极多孔结构优化设计是突破此瓶颈的一种有效方法.本文将以磷酸铁锂(LiFePO4,LFP)为正极电极,锂金属为负极的LIBs作为研究对象,建立了基于粒子Packing的活性材料球形颗粒填充模型和基于三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)的电极微结构三维模型;研究了电极的比表面积等特征参数对不同类型多孔结构的影响以确定代表性体积单元;建立了LFP正极的LIBs放电过程多尺度数学模型,并对恒电流密度放电过程进行数值模拟.研究表明:粒径为3200 nm的球形颗粒填充电极以5C放电倍率放电时容量减小量为47%,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异为66%;而4种新型TPMS电极以5C放电倍率放电时容量减小量均在1%以内,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异也均在1%以内,极大提升了电池的性能,且Gyroid型结构表现最优.本文对后期LIBs的优化设计具有指导意义,并提供数据和理论基础支持.

关键词：锂离子电池多尺度数学建模遗传算法三周期极小曲面数值模拟

基于改进贝叶斯网络的A320空调系统故障传播路径识别方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈玖圣余卓洋郭润夏吴军中国民航大学电子信息与自动化学院中国民航大学航空工程学院

飞机空调系统是控制飞机内部环境的关键机载系统之一，其内部结构呈现多闭环和多冗余等复杂特征，导致故障在各个组件之间传播。贝叶斯网络可以有效地推理开环系统的故障传播路径，但无法适应闭环结构。为解决这一适应性问题，本文提出... 详细信息

飞机空调系统是控制飞机内部环境的关键机载系统之一，其内部结构呈现多闭环和多冗余等复杂特征，导致故障在各个组件之间传播。贝叶斯网络可以有效地推理开环系统的故障传播路径，但无法适应闭环结构。为解决这一适应性问题，本文提出了一种基于贝叶斯网络的改进模型，用于识别A320空调系统特定结构下的故障传播路径。首先，分析空调系统的功能行为和物理结构，综合复杂网络理论，构建系统拓扑有向图。并结合网络结构和信息传递定义边影响强度，对边重要性进行度量，从而提高了边重要性度量的准确性。其次，通过基于边影响强度的解环策略，将闭环结构转换为开环结构，以获得最佳的贝叶斯故障传播网络结构，从而精确地识别多闭环结构下的故障传播路径。最后，通过A320空调系统的案例研究验证了所提出方法的有效性。

关键词：空调系统闭环系统边重要性评估贝叶斯网络故障传播路径

基于MS-FCM算法的船体板熔池图像处理技术

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焊接学报 2024年第3期45卷 82-90,I0007,I0008页

作者：徐远钊罗玖田方乃文冯志强武鹏博黎泉北部湾大学广西船舶数字化设计与先进制造工程技术研究中心钦州535011 广西海洋工程装备与技术重点实验室钦州535011 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均... 详细信息

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度.

关键词：模糊C均值聚类均值漂移图像分割船体板熔化极气体保护焊

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均衡博弈的核心妥协解及其公理化

系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1210-1218页

作者：宫豆豆徐根玖南京理工大学经济管理学院南京210094 西北工业大学数学与统计学院西安710072

效用可转移的均衡博弈的核心刻画了参与人形成稳定的合作后收益的分配方式.以参与人合作形成前后所得到的最少支付和最大支付为参考点,本文定义了参与人的最小权力向量和最大权力向量,然后将这两个向量的唯一有效妥协定义为一个新的解,... 详细信息

效用可转移的均衡博弈的核心刻画了参与人形成稳定的合作后收益的分配方式.以参与人合作形成前后所得到的最少支付和最大支付为参考点,本文定义了参与人的最小权力向量和最大权力向量,然后将这两个向量的唯一有效妥协定义为一个新的解,称为核心妥协解.本文分析了均衡博弈的核心妥协解与另一个著名妥协解τ-值以及核心之间的关系.基于最小权力优先性和零规范情形最大权力比例性,公理化刻画了均衡博弈的核心妥协解.将最小权力优先性替换为策略均衡不变性,本文给出了核心妥协解的另一个公理化刻画.最后,以机场跑道成本分摊为例,分析了核心妥协解的应用.

关键词：均衡博弈核心妥协解公理化

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超大口径射电望远镜温度场分析

天文学报 2023年第6期64卷 47-57页

作者：雷震宁亮罗玖洋赵武林项斌斌李东伟长安大学工程机械学院西安710006 中国电子科技集团公司第三十九研究所西安710016 中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011

随着天线口径增大、频率升高,日照热对其性能的影响愈发严重.针对待建的新疆110 m大口径全可动射电望远镜,建立其热分析有限元模型,研究天线在夏至日不同太阳时刻的温度场分布特性.结果如下:一天中,主反射面的最高温度可达42.86℃,出现... 详细信息

随着天线口径增大、频率升高,日照热对其性能的影响愈发严重.针对待建的新疆110 m大口径全可动射电望远镜,建立其热分析有限元模型,研究天线在夏至日不同太阳时刻的温度场分布特性.结果如下:一天中,主反射面的最高温度可达42.86℃,出现在14时,同时刻撑腿的温度也达到峰值,为41.74℃.背架水平分区温差在5时、18时、19.5时均超过1℃,会对天线指向性能产生较大影响.夜间天线结构温度分布亦不均匀,俯仰结构的温差明显高于其他构件,最大温差为6.42℃,通过数值模拟与试验相结合的方法,证明了构件的壁厚差异是导致结构夜间温差较大的主要原因.

关键词：技术:射电望远镜太阳温度温度效应方法:数值

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面向智能物联网的资源高效模型推理综述

计算机学报 2024年

作者：袁牧张兰姚云昊张钧洋罗溥晗李向阳中国科学技术大学计算机科学与技术学院

从智慧城市到工业自动化，智能物联网在越来越多的场景中得到了广泛应用。模型推理作为实现智能决策和响应的核心技术，在智能物联网系统中扮演着举足轻重的角色。然而，智能物联网设备通常在计算能力、通信带宽、内存容量和电池寿命等... 详细信息

从智慧城市到工业自动化，智能物联网在越来越多的场景中得到了广泛应用。模型推理作为实现智能决策和响应的核心技术，在智能物联网系统中扮演着举足轻重的角色。然而，智能物联网设备通常在计算能力、通信带宽、内存容量和电池寿命等资源上高度受限。这使得智能物联网中的模型推理资源开销成为一个关键技术挑战。本综述总结了在智能物联网场景中优化模型推理资源开销的相关技术，对当前在智能物联网应用中使用的主流模型推理优化技术进行概述，并深入分析它们在资源效率方面的优势和不足。本文从推理涉及的三大模块（传感器数据、智能模型、物联网硬件）和五类关键资源的角度出发设计新的技术分类，并首次提出了一套针对智能物联网模型推理的通用的优化流程，能够帮助相关研发人员定位和优化推理效率瓶颈。最后，本文讨论了智能物联网推理效率相关的四个未来研究方向。

关键词：智能物联网模型推理资源效率输入过滤协同推理

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翅片参数对小型转子发动机端盖传热特性影响

机械设计与制造 2024年第5期399卷 214-218页

作者：罗保洋刘金祥北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为了探究小型风冷转子发动机散热翅片参数与端盖传热特性之间的关系。基于流体力学理论与传热学理论,建立了整机冷却散热的流固耦合三维仿真模型,对具有不同散热翅片参数的发动机进行了数值模拟,研究了翅片的高度、长度、厚度及翅片间... 详细信息

为了探究小型风冷转子发动机散热翅片参数与端盖传热特性之间的关系。基于流体力学理论与传热学理论,建立了整机冷却散热的流固耦合三维仿真模型,对具有不同散热翅片参数的发动机进行了数值模拟,研究了翅片的高度、长度、厚度及翅片间隙对端盖表面的换热能力和综合性能的影响。结果表明,随着翅片高度的增加,端盖表面的换热能力先提高后降低,但综合性能评价指标不断减小。翅片长度小于10mm时,适当的增加翅片长度可提高换热能力。此外,随着翅片间隙与翅片厚度的增加,端盖表面的散热能力持续增强、综合评价指标不断提高。该研究可为小型风冷转子发动机端盖散热翅片的优化设计提供理论支持。

关键词：小型转子发动机流固耦合翅片参数努塞尔数综合评价因子

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融合多源数据的桥梁技术状况指标评定方法

桥梁建设 2024年第1期54卷 75-81页

作者：张阳梁鹏夏子立李聪刘玖贤长安大学公路学院长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心港珠澳大桥管理局中铁桥研科技有限公司

为可靠地评定桥梁技术状况，针对桥梁技术状况评定过程的模糊性和不确定性特点，提出一种融合多源数据的桥梁技术状况指标评定方法。该方法首先通过云模型分别将桥梁技术状况指标的检测值和监测值转化为指标各等级的隶属度，并用隶属度... 详细信息

为可靠地评定桥梁技术状况，针对桥梁技术状况评定过程的模糊性和不确定性特点，提出一种融合多源数据的桥梁技术状况指标评定方法。该方法首先通过云模型分别将桥梁技术状况指标的检测值和监测值转化为指标各等级的隶属度，并用隶属度构造改进Dempster-Shafer证据理论的基本信任分配函数，再结合证据冲突/一致度和信息熵确定综合权重系数，对基本信任分配函数进行修正，然后采用Dempster合成规则融合得到综合基本信任分配函数，最后依据最大隶属度原则得到指标的标度，实现桥梁技术状况的可靠评定。采用该方法和《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011,现行评定方法)分别评定某座斜拉桥的索力指标，结果表明，与现行评定方法相比，该方法的评定结果对应的养护对策与实际养护对策更相符，该方法有效、可行。

关键词：桥梁工程技术状况评定隶属度证据理论云模型数据融合

融合全局与局部细粒度特征的图相似度度量算法

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：车翔玖李良吉林大学计算机科学与技术学院

图相似度计算不仅是图相似度搜索的一个基本操作，而且在许多应用领域中发挥着重要作用，包括药物设计、程序分析和社会群体识别等。由于计算两个图之间的精确距离或相似度通常是一个非确定性多项式时间难解（NP-hard）问题，需要解决... 详细信息

图相似度计算不仅是图相似度搜索的一个基本操作，而且在许多应用领域中发挥着重要作用，包括药物设计、程序分析和社会群体识别等。由于计算两个图之间的精确距离或相似度通常是一个非确定性多项式时间难解（NP-hard）问题，需要解决精度和速度的权衡问题。本文提出了一种基于池化的图神经网络方法，有效地融合了两个图数据全局的粗粒度交互特征以及子图间节点的细粒度交互特征，在保证精度的前提下进一步降低计算量。实验结果表明，本文的方法在真实的图数据集上表现出良好的性能，相较于先前提出的方法，既提高了准确性，又提升了计算效率。

关键词：计算机应用技术图神经网络图相似度计算图池化图编辑距离