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基于XGBoost和SHAP的制冷系统故障分析

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低温与超导 2024年第7期52卷 89-96页

作者：彭白雪陈清华季家东安徽理工大学机电工程学院淮南232001 广东立佳实业有限公司东莞523000

针对基于数据驱动的制冷系统故障诊断模型缺乏可解释性的问题,提出一种融合XGBoost与SHAP的制冷系统故障预测及其特征分析方法。首先,基于XGBoost模型对制冷系统制冷剂泄漏、冷凝器风机故障及蒸发器风机故障分别进行预测,其次,结合SHAP... 详细信息

针对基于数据驱动的制冷系统故障诊断模型缺乏可解释性的问题,提出一种融合XGBoost与SHAP的制冷系统故障预测及其特征分析方法。首先,基于XGBoost模型对制冷系统制冷剂泄漏、冷凝器风机故障及蒸发器风机故障分别进行预测,其次,结合SHAP解释方法对三种故障进行特征分析,结果表明:可以仅凭压缩机进气压力判断系统是否发生冷凝器风机故障及蒸发器风机故障,而制冷剂泄漏则需要多个特征进行判断,主要是压缩机排气压力、制冷量、膨胀阀出口压力。

关键词：故障诊断 SHAP解释制冷剂泄漏风机故障特征分析

基于组合边界条件的固体材料热扩散系数测试方法

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上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1201-1210页

作者：陈清华吴佳乐陆育季家东刘萍安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院安徽芜湖241003 安徽理工大学矿山智能装备与技术省重点实验室安徽淮南232001

提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到... 详细信息

提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到材料的热扩散系数.设计了实验方案并搭建了完整的测试系统,利用测试装置对亚克力板(PMMA)、硼硅玻璃(Pyrex7740)、大理石3种材料进行了综合实验,结果表明导热系数测试结果与文献值的最大相对偏差为3.45%,小于5%,验证了测试方法和装置的可行性与准确性.进一步对PMMA热扩散系数实验的不确定度进行了分析,得到扩展不确定度为4.86%,处于较低水平,说明实验数据可靠,测试方法科学.

关键词：固体材料对流边界组合边界热扩散系数传热反问题

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振动作用下平直翅片管结霜初期微液滴运动过程数值模拟

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振动与冲击 2024年第8期43卷 155-161页

作者：关维娟陈清华张斌季家东王建刚刘萍安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 安徽芜湖241003 安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001 广东立佳实业有限公司广东东莞523000

平直翅片管换热器在低温高湿环境中工作极易发生结霜现象,造成能耗增加、故障率升高,而对结霜初期的微液滴施加振动作用可以加速微液滴的滑落过程从而达到抑制结霜的效果。对结霜前期微液滴的生长过程进行数值模拟分析,并通过文献值验... 详细信息

平直翅片管换热器在低温高湿环境中工作极易发生结霜现象,造成能耗增加、故障率升高,而对结霜初期的微液滴施加振动作用可以加速微液滴的滑落过程从而达到抑制结霜的效果。对结霜前期微液滴的生长过程进行数值模拟分析,并通过文献值验证了数值模拟的可靠性,然后利用不同时刻的微液滴数据,通过数值模拟的方式,研究不同振动频率作用下微液滴的运动特性,最后搭建试验平台进行验证。研究结果发现,不同体积的微液滴对应的最优振动频率有所不同,当微液滴体积较小时,较高的振动频率使微液滴在基管壁面来回振荡,不易滑落,当微液滴体积较大时,较高的振动频率有利于微液滴克服壁面摩擦力,有利于液滴滑落。

关键词：制冷系统平直翅片管微液滴生长振动抑霜

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强制对流下翅片管蒸发器表面结霜实验

河南科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 19-26,34,M0003页

作者：陈清华陆育关维娟季家东王建刚安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 安徽芜湖241003 广东立佳实业有限公司广东东莞523000

翅片管蒸发器表面结霜是阻碍制冷系统高效运行的主要不利因素之一。利用恒温恒湿箱搭建强制对流下蒸发器翅片管表面结霜可视化实验平台,在环境温度0~8℃、相对湿度55%~75%及迎面风速0.8~2.4 m/s时,实时记录霜层动态生长过程,研究了环境... 详细信息

翅片管蒸发器表面结霜是阻碍制冷系统高效运行的主要不利因素之一。利用恒温恒湿箱搭建强制对流下蒸发器翅片管表面结霜可视化实验平台,在环境温度0~8℃、相对湿度55%~75%及迎面风速0.8~2.4 m/s时,实时记录霜层动态生长过程,研究了环境温度、相对湿度和迎面风速对霜层生长特性及蒸发器换热性能的影响规律。结果表明:环境温度和迎面风速是影响蒸发器结霜的主要因素,结霜50 min,环境温度为0℃的霜层厚度比环境温度为8℃的提高了12.78%,迎面风速为2.4 m/s的霜层厚度比迎面风速为0.8 m/s的提高了14.66%,结霜量与换热量提高趋势相同。在结霜初期,相对湿度越大,换热量越大;结霜后期,相对湿度越小,换热量越大,并得到了换热量关于环境参数与时间的相关关系。

关键词：翅片管蒸发器可视化结霜霜层生长强制对流

An Improved Training Algorithm Based on Ensemble Penalized Cox Regression for Predicting Absolute Cancer Risk

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China CDC weekly 2023年第9期5卷 206-212,I0009-I0014页

作者： Liyuan Liu Fu Yang Yeye Fan Chunyu Kao Fei Wang Lixiang Yu Yong He jiadong ji Zhigang Yu Department of Breast Surgery The Second HospitalCheeloo College of MedicineShandong UniversityJinan CityShandong ProvinceChina School of Mathematics Shandong UniversityJinan CityShandong ProvinceChina Zhongtai Securities Institute for Financial Studies Shandong UniversityJinan CityShandong ProvinceChina Institute of Translational Medicine of Breast Disease Prevention and Treatment Shandong UniversityJinan CityShandong ProvinceChina.

Introduction:Biases in cancer incidence characteristics have led to significant imbalances in databases constructed by prospective cohort *** they use imbalanced databases,many traditional algorithms for training cancer risk prediction models perform ***:To improve prediction performance,we introduced a Bagging ensemble framework to an absolute risk model based on ensemble penalized Cox regression(EPCR).We then tested whether the EPCR model outperformed other traditional regression models by varying the censoring rate of the simulated ***:Six different simulation studies were performed with 100 *** assess model performance,we calculated mean false discovery rate,false omission rate,true positive rate,true negative rate,and the areas under the receiver operating characteristic curve(AUC)*** found that the EPCR procedure could reduce the false discovery rate(FDR)for important variables at the same true positive rate(TPR),thereby achieving more accurate variable *** addition,we used the EPCR procedure to build a breast cancer risk prediction model based on the Breast Cancer Cohort Study in Chinese Women *** for 3-and 5-year predictions were 0.691 and 0.642,representing improvements of 0.189 and 0.117 over the classical Gail model,***:We conclude that the EPCR procedure can overcome challenges posed by imbalanced data and improve the performance of cancer risk assessment tools.

关键词： Cancer false prediction

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透明型可调谐微波通信窗设计研究

数字通信世界 2024年第8期 59-60,79页

作者：符恒吉家栋唐诗雨韩宇璐杜霄南京航空航天大学江苏南京211106

随着科技不断发展,对于电磁屏蔽材料的要求不断增加,其在生活、国防等方面的应用也越来越广泛。该文基于对各类透明导电材料的研究成果,研究设计具有基于液晶材料可调谐特性的透明型无线通信屏蔽窗,同时满足可调谐的电磁屏蔽与光学透过... 详细信息

随着科技不断发展,对于电磁屏蔽材料的要求不断增加,其在生活、国防等方面的应用也越来越广泛。该文基于对各类透明导电材料的研究成果,研究设计具有基于液晶材料可调谐特性的透明型无线通信屏蔽窗,同时满足可调谐的电磁屏蔽与光学透过率。设计的无线通信屏蔽窗可以在通断电状态下分别对不同波段的电磁波进行屏蔽,并基于屏蔽波段实现不同的功能。

关键词：频率选择表面液晶

Critical Heat Flux(CHF)Correlations for Subcooled Water Flow Boiling at High Pressure and High Heat Flux

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Journal of Thermal Science 2021年第1期30卷 279-293页

作者： LIU Ping GUO Yusheng DING Wenlong TANG Mingyun SONG Yuntao PENG Xuebing ji jiadong CHEN Qinghua MAO Xin State Key Laboratory of Mining Response and Disaster Prevention and Control in Deep Coal Mines Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China School of Mechanical Engineering Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China Anhui Key Laboratory of Mine Intelligent Equipment and Technology Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China Institute of Plasma Physics Chinese Academy of SciencesHefei 230031China School of Mining and Safety Engineering Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China

The subcooled water flow boiling is beneficial for removing the high heat flux from the divertor in the fusion reactor,for which an accurate critical heat flux(CHF)correlation is *** to now,there are many CHF correlations mentioned for subcooled water flow boiling in the open ***,the CHF correlations’accuracies for the prediction of subcooled water flow boiling are not satisfactory at high heat flux and high pressure for reactor *** present paper compiled 1356 CHF experimental data points from 15 independent open literatures and evaluated 10 existing CHF correlations in subcooled water flow *** the evaluation,the W-2 CHF correlation performs best for the experimental CHF data in all existing critical heat flux ***,the predicted mean absolute error(MAE)of the W-2 correlation is not very ideal for all database and the MAE of the W-2 correlation is from 30%to 50%for some *** order to enhance the CHF prediction accuracy in subcooled water flow boiling at high heat flux and high pressure,the present paper developed a new CHF *** with other existing CHF correlations,the new CHF correlation greatly enhances the prediction accuracy over a broad range of pressures and heat fluxes which are desired in the cooling of high heat flux devices,such as those in the fusion reactor *** validation results show that the new correlation has a MAE of 10.05%and a root mean squared error(RMSE)of 16.61%,predicting 68.1%of the entire database within±10%and 81.5%within±15%.The MAE of the new CHF correlation is 7.4%less than that of the best existing one(W-2 correlation),further confirming its superior prediction accuracy and ***,the new CHF correlation works well not only for a uniform power profile but also for a non-uniform power profile in subcooled water flow boiling at high pressure and high heat flux.

关键词： reactor divertor correlations subcooled water flow boiling critical heat flux(CHF) high heat flux high pressure

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椭圆截面螺旋铜管换热器传热性能分析

西安交通大学学报 2023年第6期57卷 123-132页

作者：季家东邓如意卢钰张经纬李飞扬安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001

为了得到具有更高传热特性的换热装置,在椭圆截面螺旋铜管(ESSCT)换热器内安装螺旋折流板和中空管,对其进行了结构改进。采用双向流固耦合计算法,研究了不同入口流速和不同ESSCT截面横纵向半径比(e)条件下,改进后ESSCT换热器的振动强化... 详细信息

为了得到具有更高传热特性的换热装置,在椭圆截面螺旋铜管(ESSCT)换热器内安装螺旋折流板和中空管,对其进行了结构改进。采用双向流固耦合计算法,研究了不同入口流速和不同ESSCT截面横纵向半径比(e)条件下,改进后ESSCT换热器的振动强化传热特性。研究表明,可将传热元件由传统的圆形截面变为椭圆形截面来获得具有更高传热性能的换热设备。当截面为椭圆形(e≠1)时,ESSCT的传热性能获得了不同层次的改善。尤其当e=2时,ESSCT的传热性能获得了最大幅度的提高,此时换热器综合强化传热性能最强。ESSCT的平均面均传热系数(SAHTC)和强化传热评价指标(Epec)及其增幅均随入口流速增加而增大。此外,单位压降下的SAHTC在低流速时效果更明显,其随入口流速的增加而减小。研究结果对新型ESSCT换热器设计应具有一定的指导意义。

关键词：椭圆截面螺旋铜管螺旋折流板中空管振动强化传热

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来流方向对弹性管束振动及传热特性的影响

振动与冲击 2022年第18期41卷 252-257页

作者：季家东陈卫强邓旭周蓉邓如意卢钰安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001

为了研究不同流向壳程流体诱导新型平面弹性管束振动和传热特性,设置了3组不同流向的壳程流体域,分析了新型平面弹性管束在壳程流体冲击下的振动与传热特性,并研究了管束安装角度对新型平面弹性管束平均传热系数的影响。结果表明:当壳... 详细信息

为了研究不同流向壳程流体诱导新型平面弹性管束振动和传热特性,设置了3组不同流向的壳程流体域,分析了新型平面弹性管束在壳程流体冲击下的振动与传热特性,并研究了管束安装角度对新型平面弹性管束平均传热系数的影响。结果表明:当壳程流体从正面冲击新型平面弹性管束时,管束在低流速范围内振动模式为面外振动,在高流速范围内振动模式为面内振动;当壳程流体从侧面冲击新型平面弹性管束时,振动模式为面外振动。低流速时,流体从各方向冲击新型平面弹性管束的振动强度差距不大。高流速时,流体侧面冲击新型平面弹性管束的振动强度较大,振动较剧烈。壳程流体从正面冲击新型平面弹性管束时的传热效果最好。在计算参数范围内,换热器内新型平面弹性管束的最大振幅出现在安装角度为0°或10°时,最大平均传热系数出现在安装角度为-10°时。

关键词：流固耦合振动响应传热性能平面弹性管束换热器