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Biomass-Derived Nitrogen and Sulfur Co-Doped 3D Carbon Networks with Interconnected Meso-Microporous Structure for High-Performance Supercapacitors

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2018年第4期35卷 590-602页

作者： Zhu Jiajia Hao Xiaodong Wang Jie guo hongshuai Dou Hui Zhang Xiaogang Jiangsu Key Laboratory of Electrochemical Energy Storage Technologies College of Material Science and EngineeringNanjing University of Aeronautics and Astronautics

Three-dimensional(3D)carbon networks have been explored as promising capacitive materials thanks to their unique structural features such as large ion-accessible surface area and interconnected porous networks,thus enhancing both ions and electrons ***,sustainable bacterial cellulose(BC)is used both precursor and template for facile synthesis of free-standing N,S-codoped 3Dcarbon networks(a-NSC)by the pyrolysis and activation of polyrhodanine coated *** synthesized a-NSC shows highly conductive interconnected porous networks(24S·cm^(-1)),large surface area(1 420m^2·g^(-1))with hierarchical meso-microporosity,and high-level heteroatoms codoping(N:3.1%in atom,S:3.2%in atom).Benefitting from these,a-NSC as binder-free electrode exhibits an ultrahigh specific capacitance of 340F·g^(-1)(24μF·cm^(-2))at the current density of 0.5A·g^(-1)in 6MKOH electrolyte,high-rate capability(71%at 20A·g^(-1))and excellent cycle ***,the assembled symmetrical supercapacitor displays a much short time constant of 0.35sin 1MTEABF4/AN electrolyte,obtaining a maximum energy density of 32.1W·h·kg^(-1 )at power density of 637W·kg^(-1).The in situ multi-heteroatoms doping enables biocellulose-derived carbon networks to exploit its full potentials in energy storage applications,which can be extended to other dimensional carbon nanostructures.

关键词： bacterial cellulose 3D carbon networks free-standing N,S-codoping supercapacitors

Robustness optimization for rapid prototyping of functional artifacts based on visualized computing digital twins

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Visual Computing for Industry,Biomedicine,and Art 2023年第1期6卷 33-50页

作者： Jinghua Xu Kunqian Liu Linxuan Wang hongshuai guo Jiangtao Zhan Xiaojian Liu Shuyou Zhang Jianrong Tan State Key Lab of Fluid Power and Mechatronic Systems Zhejiang UniversityHangzhou 310058China Key Lab of Advanced Manufacturing Technology of Zhejiang Province Zhejiang UniversityHangzhou 310058China Engineering Research Center for Design Engineering and Digital Twin of Zhejiang Province Zhejiang UniversityHangzhou 310058China Zhejiang-Singapore Innovation and AI Joint Research Lab Zhejiang UniversityHangzhou 310058China School of Creative Arts and design Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical EngineeringHangzhou 310053China Ningbo Research Institute Zhejiang UniversityNingbo 315100China

This study presents a robustness optimization method for rapid prototyping(RP)of functional artifacts based on visualized computing digital twins(VCDT).A generalized multiobjective robustness optimization model for RP of scheme design prototype was first built,where thermal,structural,and multidisciplinary knowledge could be integrated for *** implement visualized computing,the membership function of fuzzy decision-making was optimized using a genetic *** thermodynamic,structural statics,and flow field analyses were conducted,especially for glass fiber composite materials,which have the characteristics of high strength,corrosion resistance,temperature resistance,dimensional stability,and electrical *** electrothermal experiment was performed by measuring the temperature and changes in temperature during *** thermographs were obtained using thermal field measurements to determine the temperature distribution.A numerical analysis of a lightweight ribbed ergonomic artifact is presented to illustrate the ***,manufacturability was verified based on a thermal-solid coupled finite element *** physical experiment and practice proved that the proposed VCDT provided a robust design paradigm for a layered RP between the steady balance of electrothermal regulation and manufacturing efficacy under hybrid uncertainties.

关键词： Robustness optimization design Rapid prototyping Functional artifacts Fuzzy decision-making Infrared thermographs Visualized computing digital twins

Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics Information for Contributors

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2018年第4期35卷 739-743页

From the XRD pattern （Fig. Sic）, bacterial cellulose （BC） shows a typical profile of cellulose 1 with three typical dif fraction peaks occurring in the region of 10 25°. Besides, BC possesses abundant surface hyd... 详细信息

关键词： Astronautics Information for Contributors Transactions of Nanjing University of Aeronautics

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基于局部泊松曲面重建的点云刚性配准方法

机械工程学报 2018年第15期54卷 141-149页

作者：孙殿柱郭洪帅李延瑞聂乐魁山东理工大学机械工程学院

为兼顾点云配准精度与收敛速度,提高配准过程收敛的稳定性,提出一种基于局部泊松曲面重建的点云刚性配准方法.该方法基于曲面局部样本重建泊松曲面并将其作为配准参考曲面,以采样点至参考曲面的最近点作为匹配点,将匹配范围由曲面局部... 详细信息

为兼顾点云配准精度与收敛速度,提高配准过程收敛的稳定性,提出一种基于局部泊松曲面重建的点云刚性配准方法.该方法基于曲面局部样本重建泊松曲面并将其作为配准参考曲面,以采样点至参考曲面的最近点作为匹配点,将匹配范围由曲面局部样本扩大为该样本所拟合的曲面域,提高点对匹配精度.同时,基于所重建的泊松曲面计算配准误差,消除采样误差对配准过程收敛判定的延迟影响,加快配准过程的收敛速度.在配准过程中,通过调整因子调节匹配点在曲面域的匹配范围,增大点对在配准误差偏大情况下匹配的概率,提高配准过程收敛的稳定性.试验表明,该方法在保证配准精度的同时可显著减少收敛时的迭代次数,配准过程收敛于全局最优的稳定性更高.

关键词：泊松重建曲面局部样本刚性配准迭代最近点

基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2018年第1期30卷 180-190页

作者：徐敬华盛红升张树有郭洪帅王康浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

为了提高3D打印中复杂流形网格模型分层切片处理的效率与精度,提出基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法.首先由层切平面沿分层方向创建分块区间同步分块所有网格面片,根据面片沿分层方向的坐标与分块区间的位置关系获得各... 详细信息

为了提高3D打印中复杂流形网格模型分层切片处理的效率与精度,提出基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法.首先由层切平面沿分层方向创建分块区间同步分块所有网格面片,根据面片沿分层方向的坐标与分块区间的位置关系获得各层切平面的相交网格面片集;然后构建各层相交面片集所有面片的邻接拓扑关系;再设定初始面片,获取其一邻接面片作为递归邻接面片,递归遍历求解当前面片的邻接面片,直至与初始面片首尾重合形成网格面片环;继续执行网格面片环的递归遍历策略,直至当前层相交网格面片集的所有面片遍历完毕;最后由各层的所有网格面片环同步获得有序化的相邻面片间公共邻接边,进而求得有序的层切轮廓交点集,顺序连接有序交点构建层切轮廓环及连通域.通过成年人髋骨网格模型实例,验证了该方法的可行性与高效性.

关键词： 3D打印流形网格邻接拓扑网格面片环多连通域

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支持STL数据源的网格曲面动态空间索引

计算机应用 2015年第9期35卷 2611-2615页

作者：郭洪帅孙殿柱李延瑞李聪山东理工大学机械工程学院山东淄博255049 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对STL文件格式存在网格顶点数据冗余以及缺乏面片邻接信息等缺陷,提出一种基于多维动态空间索引的显式曲面拓扑重建算法,在消除网格顶点数据复本的过程中逐步构建网格曲面顶点的KD树,通过该索引提高顶点数据复本消除效率,并基于KD树... 详细信息

针对STL文件格式存在网格顶点数据冗余以及缺乏面片邻接信息等缺陷,提出一种基于多维动态空间索引的显式曲面拓扑重建算法,在消除网格顶点数据复本的过程中逐步构建网格曲面顶点的KD树,通过该索引提高顶点数据复本消除效率,并基于KD树叶节点层数据存储的开放性融入半边数据结构,实现曲面拓扑结构的快速重建。最后,对6个不同规模的数据模型进行实验:与采用R*-Tree、数组、散列表作为索引等方法相比,所提出的KD树与半边结构融合的动态空间索引在处理近百万面片的数据文件时,去除冗余顶点用时11.93 s,拓扑重建仅仅需要2.87 s,大大减少了冗余顶点的去除时间和拓扑重建时间,并且有效支持网格曲面拓扑邻域信息的快速查询,查询时间在1 ms之内,远小于对比算法所用时间。实验结果表明:所提算法能够提高网格曲面冗余顶点去除效率和拓扑重建效率,实现网格曲面拓扑邻域信息的快速查询。

关键词： STL文件格式 K维树半边结构曲面拓扑重建 k-近邻查询

基于合著网络分析法的海洋产业创新合作模式研究——以山东省为例

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科技管理研究 2016年第20期36卷 190-195,200页

作者：王崇锋张月明郭鸿帅亓彬青岛大学商学院山东青岛266071 青岛大学数学学院山东青岛266071

基于专利合著网络分析法,构建包括网络聚集系数、平均路径长度、小世界熵数、网络密度、最大连通图节点占比等5个指标的创新者合作关系量化体系,利用山东省海洋产业2010—2014年专利数据,实证分析创新者合作关系对创新产出的影响。认为... 详细信息

基于专利合著网络分析法,构建包括网络聚集系数、平均路径长度、小世界熵数、网络密度、最大连通图节点占比等5个指标的创新者合作关系量化体系,利用山东省海洋产业2010—2014年专利数据,实证分析创新者合作关系对创新产出的影响。认为最大合作团体的合作关系过于紧密将抑制创新产出;增大最大合作团体规模,将促进创新产出。最后,利用灰色关联分析法,评价创新者合作关系量化体系中各因素对创新产出作用强度的顺序关系。

关键词：专利合著网络分析方法创新团体灰色关联分析海洋产业

不同酿酒原料的白酒糟燃烧中NO_(x)和CO的排放特性

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过程工程学报 2023年第9期23卷 1280-1290页

作者：李伟强姜华伟国洪帅袁淼左向黎王翠苹李延辉青岛大学机电工程学院山东青岛266071 山东科技大学土木工程与建筑学院清洁能源实验室山东青岛266590

白酒糟是酿酒过程中玉米、小麦和高粱等发酵后产生的残渣,在经过干燥后具有较高的热值,对其燃烧利用能够实现废弃酒糟处置的无害化、减量化和资源化。然而,不同酿酒原料的白酒糟在成分上存在差异,且含氮量一般较高,其燃烧产生的NO_(x)... 详细信息

白酒糟是酿酒过程中玉米、小麦和高粱等发酵后产生的残渣,在经过干燥后具有较高的热值,对其燃烧利用能够实现废弃酒糟处置的无害化、减量化和资源化。然而,不同酿酒原料的白酒糟在成分上存在差异,且含氮量一般较高,其燃烧产生的NO_(x)属于酸性污染气体;酒糟的水分和挥发分也较高,燃烧过程中易产生CO等不完全燃烧产物。针对不同酿酒原料的白酒糟在燃烧过程中NO_(x)和CO排放存在差异和排放规律不明确的问题,借助一维管式炉研究了玉米酒糟(CDGS)、小麦酒糟(WDGS)和高粱酒糟(SDGS)在不同温度和含水率下燃烧时的NO_(x)和CO排放特性。研究结果表明,随着温度升高,3种白酒糟的燃烧反应加快,NO_(x)排放浓度峰值出现的时间提前,NO_(x)的排放浓度峰值和平均排放浓度增大;NO_(x)排放量和氮转化率随温度升高呈现先升高后降低的趋势,且在700℃时达到最大值,SDGS,WDGS和CDGS的NO_(x)排放量分别达到1.32,1.64和1.89 mg,氮转化率分别达到12.4%,15.6%和21.1%;随着温度升高,CO的峰值排放浓度和平均排放浓度均呈现先增加而后减少的趋势,且在600℃时达到最大;SDGS和CDGS的CO排放量在600℃时达到最大值,分别为20.27和19.80 mg,而WDGS的CO排放量在500℃时达到最大值,为20.20 mg。酒糟在700℃燃烧时,随着含水率增加,燃烧反应推迟,NO_(x)排放浓度峰值和平均排放浓度均有不同程度的增加,氮转化率则无明显变化;而CO排放浓度峰值、平均排放浓度和排放量均增加。

关键词：白酒糟燃烧温度含水率 NO_(x)排放 CO排放

Design and Experiments of an Origami-Inspired Pneumatic Flexible Manipulator

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Acta Mechanica Solida Sinica 2023年第2期36卷 254-261页

作者： Benzhu guo Panding Wang Zeang Zhao Shengyu Duan hongshuai Lei Beijing Key Laboratory of Lightweight Multi-Functional Composite Materials and Structures Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

Unlike traditional manipulators with high rigidity and limited degrees of freedom,pneumatic manipulators have significant superiorities such as flexibility,lightweight and cleanliness,and therefore,have been one of the most popular research directions in ***,most existing pneumatic manipulators have disadvantages such as low rigidity and simple *** order to make up for the shortcomings of existing pneumatic manipulators,this paper proposes a new pneumatic flexible manipulator inspired by the concept of origami,which realizes the combination and balance of flexibility and *** element analysis is conducted to study influences of the number of airbags,the angle of main beam,and the width of main beam on the performance of the flexible *** simulation results are utilized to optimize the structure of the flexible manipulator.A pneumatic control system is designed to realize the automatic control of the pneumatic flexible *** the same time,a prototype is 3D printed,the experimental platform for pneumatic deformation is built,and the verification experiments of the single-jaw manipulator and the three-jaw manipulator are completed.

关键词： Origami-inspired design Flexible structure Pneumatic drive Finite element analysis Pneumatic control system