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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

考虑高阶振型的自复位双核摇摆模块钢框架的性能化设计方法

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工程力学 2024年

作者：王伟代春雪胡书领同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室京都大学建筑与建筑工程系

为了研究高阶振型对多高层自复位双核摇摆模块体系(SDRC)的抗震性能以及摇摆核心构件受力需求的影响，本文在直接基于位移设计的理论框架下，为自复位双核摇摆模块钢框架提出了考虑高阶振型的性能化设计方法并推导出了考虑高阶振型贡献... 详细信息

为了研究高阶振型对多高层自复位双核摇摆模块体系(SDRC)的抗震性能以及摇摆核心构件受力需求的影响，本文在直接基于位移设计的理论框架下，为自复位双核摇摆模块钢框架提出了考虑高阶振型的性能化设计方法并推导出了考虑高阶振型贡献的结构的基底设计剪力的求解公式。利用所提出的设计方法，设计了12层的SDRC案例，并根据已有的设计方法设计了对照案例。通过静力推覆分析、动力时程分析以及时频域分析，对比研究所设计的结构在近远场地震动作用下的抗震性能和非线性行为。分析结果证明了所提出的设计方法可以用于设计多高层SDRC结构，对低层SDRC适用的设计方法不再适用于多高层SDRC的设计。高阶振型响应会增大摇摆核心结构构件的受力需求，所提出的设计方法可以为高阶振型影响下的摇摆核心结构构件的设计提供较为准确的参考。高阶振型的影响会随着地震动强度的增大而更加显著。由于近场地震动含有更多的高频脉冲，导致结构在近场地震动下的高阶振型影响更加明显。

关键词：自复位高阶振型摇摆核心性能化设计方法非线性时程分析近场地震动

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地面沉降对地下水可采资源的影响

地球科学 2024年第1期49卷 238-252页

作者：骆祖江王鑫代敬李子义李硕河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 河北省地矿局第四水文工程地质大队河北沧州061008

为研究地面沉降对地下水可采资源量的影响,以华北地区沧州市为例,基于Biot固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维变参全耦合黏弹塑性数值模型.分别预测了2019-2030年按现状开采地下水,2031-2040年禁采(方案一);2019-2030年规划开采,2... 详细信息

为研究地面沉降对地下水可采资源量的影响,以华北地区沧州市为例,基于Biot固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维变参全耦合黏弹塑性数值模型.分别预测了2019-2030年按现状开采地下水,2031-2040年禁采(方案一);2019-2030年规划开采,2031-2040年禁采(方案二);和2019-2040年地下水持续禁采(方案三)三方案的地面沉降量和各个方案在2041-2050年的地下水可采资源量.结果表明,2041-2050年,方案一、方案二和方案三的地下水可采资源量分别为1.29×10^(8)m^(3)/a、1.35×10^(8)m^(3)/a和1.43×10^(8)m^(3)/a.方案二比方案一的累计地面沉降减少84.4 mm,地下水可采资源量多6×10^(6)m^(3)/a;相较于方案一,方案三发生了88 mm的地面回弹,地下水可采资源量多1.4×10^(7)m^(3)/a.说明了地面沉降严重的情况下,地下水可采资源量相对较少.

关键词：地面沉降地下水可采量三维全耦合数值模拟水文地质

装配式桥梁板玻璃纤维混凝土-U形钢筋湿接缝受力与变形分析

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桥梁建设 2024年第1期54卷 47-53页

作者：杨三强代泽煜靳进钊河北大学建筑工程学院河北保定071002 河北雄安荣乌高速公路有限公司河北保定071799

为解决装配式桥梁板体系湿接缝处力学性能不稳定、易变形的问题,提出采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案优化湿接缝性能,以雄安新区荣乌高速荣乌主线桥为背景进行研究。选取主线桥2个试验段(试验段A湿接缝采用普通混凝土-U形钢筋方案,... 详细信息

为解决装配式桥梁板体系湿接缝处力学性能不稳定、易变形的问题,提出采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案优化湿接缝性能,以雄安新区荣乌高速荣乌主线桥为背景进行研究。选取主线桥2个试验段(试验段A湿接缝采用普通混凝土-U形钢筋方案,钢筋点焊;试验段B湿接缝采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案,钢筋满焊)进行梁板体系湿接缝性能试验,监测湿接缝处搭接钢筋力学响应及混凝土接触面变形特征,同时对长期运载及强降雨影响下的钢筋受力与混凝土变形进行监测。结果表明:长期运载下,试验段B横筋受力约为试验段A的一半,其中部纵筋承受外力远大于试验段A,边缘纵筋承受外力较少,试验段B稳定性更优;试验段B较试验段A在湿接缝部位变形量小,其稳定性及耐久性更优;强降雨阶段,试验段B较试验段A变形及力学响应波动程度更低,其抗渗能力、耐久性更优。由此可知基于玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案的湿接缝构造在外力传导、抵抗变形方面具有较强稳定性,不易受恶劣环境影响。

关键词：装配式桥梁板体系湿接缝玻璃纤维混凝土 U形钢筋钢筋应力混凝土应变监测

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锦州市规划区地质环境安全评价研究

地质与勘探 2024年第1期60卷 76-87页

作者：代雅建崔健郭常来中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034

地质环境问题是影响城市国土空间安全开发利用的重要因素,在城市规划开发阶段开展地质环境综合评价可有效控制地质灾害风险。锦州市规划区尚处于开发前期,本文基于该规划区的地质条件和开发需求,构建了地质环境安全评价指标和评价方法体... 详细信息

地质环境问题是影响城市国土空间安全开发利用的重要因素,在城市规划开发阶段开展地质环境综合评价可有效控制地质灾害风险。锦州市规划区尚处于开发前期,本文基于该规划区的地质条件和开发需求,构建了地质环境安全评价指标和评价方法体系,基于主导因素综合法开展了地质环境安全综合评价。根据评价结果,锦州市规划区地质环境安全程度可划分为3级,空间分布上以相对安全区为主,其次为次不安全区和安全区。按照空间位置和区域构造稳定性、地质灾害易发性等不同成因划分为23个亚区,并指出了每个亚区安全程度主要影响因素。该评价结果反映了锦州市规划区的地质环境安全程度,确定了影响地质环境安全问题的关键因素,有助于规避该区国土空间规划开发可能面临的地质灾害风险。

关键词：地质环境主导因素综合法区域构造稳定性地质灾害易发性安全评价规划区锦州市

技术要素市场发展与技能工资溢价扩大--兼论对扎实推进共同富裕的启示

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西北人口 2024年第1期45卷 87-97页

作者：廖直东代法涛广东财经大学财政税务学院广州510320 河南财经政法大学经济学院郑州450002

在我国基尼系数持续高于国际警戒线的收入分配格局下,技术要素市场发展是否扩大技能工资溢价值得深入研究。在分析技术要素市场发展对创新影响的基础上,从技术要素供给端和需求端两个方面剖析技术要素市场发展引致劳动力需求发生结构性... 详细信息

在我国基尼系数持续高于国际警戒线的收入分配格局下,技术要素市场发展是否扩大技能工资溢价值得深入研究。在分析技术要素市场发展对创新影响的基础上,从技术要素供给端和需求端两个方面剖析技术要素市场发展引致劳动力需求发生结构性变化的机理,进而研究技术要素市场发展扩大技能溢价的理论逻辑。理论分析表明,技术要素市场发展可以破除创新价值链各阶段间的梗阻,促进创新体系内各类参与主体间的良性互动,促进创新活动,进而在技术要素供给端和需求端同时对技能溢价产生扩大效应。具体而言,技术要素市场发展能够促进技术要素的价值实现、增加创新劳动需求和提升创新劳动生产率,进而提高创新劳动者工资水平,不仅如此,技术要素市场发展还能够促使技能偏向型技术进步,进而引起高技能劳动需求的相对增长和高技能劳动生产率的提高,这都将扩大高技能劳动者平均工资与低技能劳动者平均工资间的差距。基于2004~2019年省级面板数据的经验分析证实了技术要素市场发展对技能溢价的扩大效应。这意味着,为了实现共同富裕,在深入推进技术要素市场化配置改革的同时,尤其要注重改革的系统性、整体性和协同性,应该进一步完善教育体制机制,积极维护机会公平,缩小数字鸿沟。研究结果为深入实施创新驱动发展战略、促进经济高质量发展和扎实推进共同富裕提供了政策视野。

关键词：技术市场发展技能溢价工资

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“央企号”纷纷驶进“鼓楼站” A09

“央企号”纷纷驶进“鼓楼站”

南京日报

作者：王婷婷鼓轩

4月1日上午，随着一辆“复兴号”列车缓缓驶入南京南站，风尘仆仆的鼓楼区招商团队回到“大本营”。此次北京之行，他们与一家知名央企深度洽谈，一次“双向奔赴”的合作意向即将达成。招商人员外出“叩门”拜访，带回“央企号”扎堆... 详细信息

4月1日上午，随着一辆“复兴号”列车缓缓驶入南京南站，风尘仆仆的鼓楼区招商团队回到“大本营”。此次北京之行，他们与一家知名央企深度洽谈，一次“双向奔赴”的合作意向即将达成。招商人员外出“叩门”拜访，带回“央企号”扎堆驶进“鼓楼站”——仅2023年一年，回宁的?

关键词：鼓楼区招商团队

来源： cnki报纸评论

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cnki报纸

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基于动态订单合并的滚动配取路径多目标优化

管理工程学报 2024年

作者：邵乾虔李冲代广徽林鑫沈阳建筑大学交通与测绘工程学院浙江大学管理学院

外卖配取过程中实时订单的不断插入具有强烈的不确定性,需持续进行滚动优化以动态更新配取路径。动态条件下,有效地合并取餐与配送作业(dynamic order combination,DOC)可显著减少冗余路径。本文将动态配取路径规划问题转化为变长开放... 详细信息

外卖配取过程中实时订单的不断插入具有强烈的不确定性,需持续进行滚动优化以动态更新配取路径。动态条件下,有效地合并取餐与配送作业(dynamic order combination,DOC)可显著减少冗余路径。本文将动态配取路径规划问题转化为变长开放链滚动优化问题,并构建多目标滚动配取路径规划模型对DOC与节点排序进行集成决策。考虑滚动优化框架下紧前决策对紧后决策的调度影响,模型在兼顾配取效率和客户满意度的同时,考虑了基于look-forward的滚动调度后效性。针对该模型,本文基于NSGA-Ⅲ框架开发了多目标元启发式算法进行求解,并设计了基于插入限制规则的元胞数组解编码和混合PMX&SBX交叉方式以适应模型的复杂可行域结构。通过一系列的仿真实验,本文验证了所提出的模型和算法的有效性与优越性。

关键词：配取路径开放链订单合并滚动调度后效性 NSGA-Ⅲ

基于干扰观测器的机械臂预设性能固定时间滑模控制

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探测与控制学报 2024年

作者：代庚炜王树波青岛大学自动化学院山东省工业控制技术重点实验室

针对多自由度机械臂系统存在的外部扰动、内部参数不确定性及跟踪误差约束问题，设计了一种基于非线性干扰观测器补偿的机械臂预设性能固定时间滑模控制策略。首先，通过非线性干扰观测器来估计外部扰动和系统内部不确定性，将观测器估... 详细信息

针对多自由度机械臂系统存在的外部扰动、内部参数不确定性及跟踪误差约束问题，设计了一种基于非线性干扰观测器补偿的机械臂预设性能固定时间滑模控制策略。首先，通过非线性干扰观测器来估计外部扰动和系统内部不确定性，将观测器估计出的总扰动带入控制器实现前馈补偿；其次，采用基于预设性能函数的误差转换技术，将跟踪误差约束在预先设定好的范围内，解决了误差约束问题，并提升了系统的稳态性能与暂态性能；随后，基于转换后的误差设计了固定时间非奇异终端滑模控制器，并使用Lyapunov稳定性判据证明了系统固定时间收敛性。最后，进行仿真试验对比几种常见的控制方法，验证了本文设计的控制方法能提升系统的控制性能。

关键词：机械臂系统轨迹跟踪固定时间控制误差约束干扰观测器