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废弃矿井地下空间再利用根源因素识别及评价模型构建

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中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 585-599,612页

作者：孙中博赵毅鑫任建东中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

为了推动废弃矿井空间资源的精准开发利用,根据地质条件和形态方位差异对影响废弃矿井地下空间再利用的众多因素开展系统研究.首先,从资源禀赋状态、稳定性、安全性和区位条件4个维度构建了包含18个因素的指标体系.然后,引入K-means聚... 详细信息

为了推动废弃矿井空间资源的精准开发利用,根据地质条件和形态方位差异对影响废弃矿井地下空间再利用的众多因素开展系统研究.首先,从资源禀赋状态、稳定性、安全性和区位条件4个维度构建了包含18个因素的指标体系.然后,引入K-means聚类算法避免了阈值确定的主观性和随意性,建立DEMATEL-ISM评价模型分析各因素间的相互作用关系.其次,构建多属性两阶段决策评价模型,采用TFN-TODIM方法对备选矿井排序.结果表明:“高度影响关系”类别的阈值包含63个,λ取值范围为0.107~0.248.各影响因素之间呈现复杂的同级和跨级作用关系,并得到了影响废弃矿井地下空间再利用的5个关键因素(煤层稳定性、围岩性质、地质构造复杂程度、开采深度、地质灾害发生频率)和3个根本因素(瓦斯浓度等级、矿井涌水量、煤层自燃倾向性).以地下旅游及休闲娱乐场所模式为例,各备选矿井的优劣势排序为A1(山西太原白家庄煤矿)>A3(山东济宁唐口煤矿)>A2(山西临汾团柏煤矿)>A5(陕西榆林山东煤矿)>A7(贵州遵义云安煤矿),最优先开发的矿井为山西太原白家庄煤矿.最后,展望了物资仓储、医疗场所、科研教学基地和深地工程等模式的决策评价模型的研究焦点和方向.研究结论为促进废弃矿井地下空间资源再利用提供了理论支撑,对推动矿区转型发展具有借鉴意义.

关键词：废弃矿井地下空间再利用 DEMATEL-ISM K-means聚类 TODIM

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基于改进YOLOv8n的茶叶嫩稍检测方法

农业工程学报 2024年第12期40卷 165-173,F0003页

作者：杨大勇黄正栎郑昌贤陈宏涛江新凤南昌大学先进制造学院南昌330031 江西省经济作物研究所/江西省茶叶质量与安全控制重点实验室/特色果树茶叶种植与高值利用江西省重点实验室南昌330046

针对名优茶智能采摘中茶叶嫩梢识别精度不足的问题,该研究对YOLOv8n模型进行优化。首先,在主干网络中引入动态蛇形卷积(dynamic snake convolution,DSConv),增强模型对茶叶嫩梢形状信息的捕捉能力;其次,将颈部的路径聚合网络(path aggre... 详细信息

针对名优茶智能采摘中茶叶嫩梢识别精度不足的问题,该研究对YOLOv8n模型进行优化。首先,在主干网络中引入动态蛇形卷积(dynamic snake convolution,DSConv),增强模型对茶叶嫩梢形状信息的捕捉能力;其次,将颈部的路径聚合网络(path aggregation network,PANet)替换为加权双向特征金字塔网络(bi-directional feature pyramid network,BiFPN),强化模型的特征融合效能;最后,在颈部网络的每个C2F模块后增设了无参注意力模块(simple attention module,SimAM),提升模型对茶叶嫩梢的识别关注度。试验结果表明,改进后的模型比原始模型的精确率(precision,P)、召回率(recall,R)、平均精确率均值(mean average precision,m AP)、F1得分(F1 score,F1)分别提升了4.2、2.9、3.7和3.3个百分点,推理速度为42帧/s,模型大小为6.7 MB,满足低算力移动设备的部署条件。与Faster-RCNN、YOLOv5n、YOLOv7n和YOLOv8n目标检测算法相比,该研究提出的改进模型精确率分别高出57.4、4.4、4.7和4.2个百分点,召回率分别高出53.0、3.6、2.8和2.9个百分点,平均精确率均值分别高出58.9、5.0、4.6和3.7个百分点,F1得分分别高出了56.8、3.9、3.7和3.3个百分点,在茶叶嫩梢检测任务中展现出了更高的精确度和更低的漏检率,能够为名优茶的智能采摘提供算法参考。

关键词：图像处理图像识别名优茶智能采摘茶叶嫩梢目标检测 YOLOv8n

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微山稀土精矿钙与稀土的浸出及动力学研究

中国稀土学报 2024年第2期42卷 284-293,I0004页

作者：郑万波许延辉戈鑫鑫关卫华李裕马升峰包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古大学化学化工学院内蒙古呼和浩特010021

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土... 详细信息

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土进一步富集的新工艺。通过不同条件对钙和稀土浸出影响的研究,得到较优的浸出条件:在浸出温度为90℃,起始酸度2mol·L^(-1),酸矿比为5mL·g^(-1)条件下,钙元素的浸出率可达到89.4%,稀土浸出率为12.13%。使用核收缩模型对酸浸过程中的钙与稀土的浸出动力学进行研究,结果表明:浸出过程中钙由化学反应和扩散混合控制,而稀土由内扩散控制。钙与稀土的浸出表观活化能分别为14.0628和6.1460kJ·mol^(-1)。

关键词：微山稀土精矿盐酸浸出氟碳铈矿钙动力学

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低温风洞排气塔流致振动的理论及数值研究

航空动力学报 2024年第7期39卷 86-94页

作者：张伟高鑫鑫高荣张小斌程俊国防科技大学空天科学学院长沙410073 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 浙江大学制冷与低温工程研究所杭州310027

为分析排气塔在自然风载和内流共同作用下的结构安全性,采用理论和数值模拟方法分析了排气塔的流致振动响应情况.理论分析获得了排气塔在自然风载作用下的顺流响应和均值响应.采用计算流体力学方法,shear stress transport(SST)k-ω湍... 详细信息

为分析排气塔在自然风载和内流共同作用下的结构安全性,采用理论和数值模拟方法分析了排气塔的流致振动响应情况.理论分析获得了排气塔在自然风载作用下的顺流响应和均值响应.采用计算流体力学方法,shear stress transport(SST)k-ω湍流模型和动网格数值技术实现了排气塔的双向流固耦合数值模拟,获得了排气塔在内外流动混合作用下的速度、压力和涡量分布.表明排气塔在特定风载下的旋涡脱落频率接近1阶模态频率,塔体应力较小,在许用应力范围内.

关键词：排气塔流致振动低温风洞涡量流固耦合

基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法

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兵工学报 2024年第7期45卷 2451-2462页

作者：吕佳朋史贤俊王元鑫海军航空大学山东烟台264001 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

对系统进行可诊断性设计,能优化诊断方案、提升诊断方案与系统的契合程度,对于准确检测或隔离系统故障具有重大意义。为此提出一种基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法。对于采集到的不同状态下的系统测试点信号进行特征提... 详细信息

对系统进行可诊断性设计,能优化诊断方案、提升诊断方案与系统的契合程度,对于准确检测或隔离系统故障具有重大意义。为此提出一种基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法。对于采集到的不同状态下的系统测试点信号进行特征提取,结合系统的可诊断性评价结果,提出特征贡献度量化算法,对信号中不同特征对故障诊断的贡献度进行评估,使用改进的D-S证据理论算法对不同信号的特征进行融合,确定适用于故障检测与隔离的故障敏感特征集合;采用集成学习方法对基分类器的诊断效果进行加强,最终获得对当前系统的诊断方案。仿真实验结果表明,采用新的可诊断性设计方法设计出来的针对系统的诊断方案,可以对系统故障进行良好的诊断,其中与未进行故障敏感度学习环节相比,故障诊断的错误率由5.33%下降到2.66%,与未进行集成学习环节相比,故障诊断的错误率由16.22%(基诊断器的平均值)下降到2.66%。在与其他诊断方案的对比实验中,新方法的故障诊断错误率相较于对比方法的平均值下降了3.34%。

关键词：可诊断性设计故障敏感度集成学习自适应提升

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铅锌冶炼烧结点火炉点火过程数值模拟

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 254-267页

作者：曾平生黄正宗江新辉刘柳周萍吴霞闫红杰中南大学冶金与环境学院长沙410083 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂韶关512024 中南大学能源科学与工程学院长沙410083

为了探究铅锌冶炼工艺中烧结点火炉内点火过程的多物理场分布规律,本文以某企业带式点火炉为研究对象,构建了炉内天然气流动、燃烧与传热过程的数学物理模型,并考虑了铅锌矿料化学反应热以及料层阻力的影响,对点火炉内的点火过程进行了... 详细信息

为了探究铅锌冶炼工艺中烧结点火炉内点火过程的多物理场分布规律,本文以某企业带式点火炉为研究对象,构建了炉内天然气流动、燃烧与传热过程的数学物理模型,并考虑了铅锌矿料化学反应热以及料层阻力的影响,对点火炉内的点火过程进行了详细的数值模拟研究,深入分析了炉内速度场、温度场和浓度场的分布规律,评价了点火料层的温度均匀性,并分析了其产生的原因,最终总结了点火炉的优化改造建议。结果表明:点火烧嘴中高速气流相向运动形成撞击面,破坏了炉内流场的稳定性;点火段主要位于两排主烧嘴的下方料面区域;主烧嘴气流受点火烧嘴气流的影响而发生偏转,导致点火段料面存在局部低温区,不利于料层的均匀着火。

关键词：烧结点火炉铅锌冶炼数值模拟烧嘴温度分布

相变材料和液冷结合的锂离子电池热管理性能优化

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上海理工大学学报 2024年第1期46卷 36-43页

作者：姜鑫鑫李凌上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

相变材料因其良好的控温能力在电池热管理中得到了广泛的研究,但在高温环境和高放电倍率下,单纯依靠相变材料很难满足热管理的要求。设计了相变材料和冷却板混合的电池热管理方式并对其进行数值模拟,与采用纯相变冷却进行了对比。分析... 详细信息

相变材料因其良好的控温能力在电池热管理中得到了广泛的研究,但在高温环境和高放电倍率下,单纯依靠相变材料很难满足热管理的要求。设计了相变材料和冷却板混合的电池热管理方式并对其进行数值模拟,与采用纯相变冷却进行了对比。分析了电池间距、冷却液入口速度对电池最高温度以及相变材料液化率的影响,并对充放电循环过程进行了探究。结果表明,在高温和高放电工况下,液冷的引入解决了因相变材料完全液化导致的电池温度恶化和中间电池热量累积的问题。相比于纯相变冷却,当冷却液速度为0.5 m/s时,混合冷却可将电池的间距减小至3 mm,继续增大冷却液的速度对热管理性能提升较小。同时,液冷板的加入可以减少首次充放电循环对后续循环过程的影响,增加电池的使用寿命。

关键词：电池热管理数值模拟相变材料液冷

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注射机合模机构设计软件的开发研究

中国塑料 2004年第12期18卷 78-80页

作者：欧笛声王义果莫双军林庆章陈世燊黄正鑫黄大伦广西工学院机械系广西柳州545006

针对注射机机械合模机构 ,以自动化设计为目标 ,集成数据管理、机构参数优化与特性分析、三维运动模拟、有限元分析和零件库的软件开发。该软件可有效地提高设计人员的分析能力和设计效率。

关键词：合模机构软件开发计算机辅助设计

具有氨基化致密二氧化硅壳层相变胶囊的制备及性能研究

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功能材料 2024年

作者：陈浩鑫马妍琦陈颖盛鑫鑫广东工业大学材料与能源学院广东省功能软凝聚态物质重点实验室广东工业大学材料与能源学院

采用溶胶-凝胶法制备了以正十八烷(C18)相变材料为芯材、二氧化硅（SiO2）为壳材的相变纳米胶囊（NEPCM）,引入硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对SiO2表面进行功能化处理,此外APTES的引入促进正硅酸乙酯（TEOS）水解缩合形成致... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了以正十八烷(C18)相变材料为芯材、二氧化硅（SiO2）为壳材的相变纳米胶囊（NEPCM）,引入硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对SiO2表面进行功能化处理,此外APTES的引入促进正硅酸乙酯（TEOS）水解缩合形成致密SiO2壳层。研究了不同芯/壳质量比对NEPCM的微观形貌、相变焓值的影响规律,同时,对NEPCM的热循环稳定性,防泄漏性,热稳定性,对建筑内部温度调节等性能也进行了详细的研究。结果表明,随着核/壳质量比的变化,NEPCM相变焓值随着改变。在核/壳质量比为1/1.3时,所制备的纳米胶囊的相变焓值最高,达到了140.57 J/g,包覆率达到61.6%;与此同时,由于有致密SiO2壳材的保护,相较于纯C18,NEPCM具有良好的防泄漏性,在经过150次冷热循环后其焓值仅下降0.13%,具有优良的热循环稳定性和耐久性。此外,当NEPCM用于建筑热管理时,其有效地把室内温度到达峰值温度的时间延缓了385 s,并将峰值温度降低了9℃,表明NEPCM具有优良的蓄热调温性能。与此同时,APTES的引入使NEPCM外壳功能化,其表面氨基与有机聚合物的官能团之间的高效相互作用为高效制备纳米复合材料提供了广阔的应用前景。

关键词：十八烷二氧化硅相变纳米胶囊硅烷偶联剂蓄热调温